KR20230129221A - IR method and apparatus based on multi-dimensional syndrome in QKD system - Google Patents

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KR20230129221A
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Abstract

본 명세서는, 양자 암호 통신 시스템에서, 장치에 의해 수행되는, 키 정보를 결정하는 방법에 있어서, 다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하고, 상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하고, 상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하고, 상기 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하고 및 상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하되, 상기 키 정보는, 상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고, 상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고, 상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고 및 상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치가 제공한다.In the present specification, in a quantum cryptography communication system, in a method for determining key information performed by a device, a random access (RA) preamble is transmitted to another device, and a RAR from the other device in response to the RA preamble (random access response), performs a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device, encodes data based on the key information, and transmits the data to the other device, wherein the key information , the device receives parity information from the other device, the device estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, and the device determines a reserved length of a transmission group based on the estimation of the QBER. Wherein, the value of the preliminary length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number, and the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M , wherein M is a natural number.

Description

QKD 시스템에서의 멀티 차원 신드롬 기반 IR 방법 및 장치IR method and apparatus based on multi-dimensional syndrome in QKD system

본 명세서는 양자 통신 시스템에 관련된다.This specification relates to quantum communication systems.

퀀텀 컴퓨터의 등장으로 인해, 기존 수학적 복잡도 기반의 암호 체계(예컨대, RSA, AES 등)에 대해 해킹이 가능하게 되었다. 해킹에 대한 방지를 위해, 양자 암호 통신이 제안되고 있다.Due to the advent of quantum computers, it has become possible to hack existing cryptographic systems based on mathematical complexity (eg, RSA, AES, etc.). To prevent hacking, quantum cryptographic communication is proposed.

한편, 본 명세서는 양자 암호 통신(quantum secure communication) 기법 중 멀티 차원 신드롬 기반 IR 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공하고자 한다.Meanwhile, the present specification intends to provide a multi-dimensional syndrome-based IR method among quantum secure communication techniques and an apparatus using the same.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고, 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고, 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고, 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수이고 및 상기 전송 그룹의 상기 최종 길이에 기반하여 상기 키 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치가 제공한다.According to an embodiment of the present specification, receiving parity information from another device, estimating a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, and determining a preliminary length of a transmission group based on the estimation of the QBER, , The preliminary length value for the transmission group has a value of N, N is a natural number, and the final length of the transmission group is determined based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number. and determining the key information based on the final length of the transmission group.

본 명세서에 따르면, QKD 시스템의 후처리 과정 중 IR 과정에서 오류 정정을 위해 발생하는 많은 누설 정보와 여러 번의 공개 채널을 통한 정보 전송을 통해 처리율이 낮은 기존 기법의 문제점이 해결될 수 있다.According to the present specification, the problem of the existing technique with low throughput can be solved through a lot of leakage information generated for error correction in the IR process during the post-processing process of the QKD system and information transmission through several public channels.

본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.Effects obtainable through specific examples of the present specification are not limited to the effects listed above. For example, there may be various technical effects that a person having ordinary skill in the related art can understand or derive from this specification. Accordingly, the specific effects of the present specification are not limited to those explicitly described in the present specification, and may include various effects that can be understood or derived from the technical features of the present specification.

도 1은 NR이 적용되는 차세대 무선 접속 네트워크(New Generation Radio Access Network: NG-RAN)의 시스템 구조를 예시한다.
도 2는 NG-RAN과 5GC 간의 기능적 분할을 예시한다.
도 3은 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다.
도 4는 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도이다.
도 5는 퍼셉트론 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 다층 퍼셉트론 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 심층 신경망 예시를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 컨볼루션 신경망의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 컨볼루션 신경망에서의 필터 연산의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 순환 루프가 존재하는 신경망 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 순환 신경망의 동작 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 전자기 스펙트럼의 일례를 나타낸다.
도 13은 THz 통신 응용의 일례를 나타낸 도이다.
도 14는 전자소자 기반 THz 무선통신 송수신기의 일례를 나타낸 도이다.
도 15는 광 소자 기반 THz 신호를 생성하는 방법의 일례를 나타낸 도이며, 도 16은 광 소자 기반 THz 무선통신 송수신기의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 광자 소스(Photonic source) 기반 송신기의 구조를 예시하며, 도 18은 광 변조기(Optical modulator)의 구조를 예시한다.
도 19는 양자 암호 통신의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 20은 BBBSS 기법을 통한 IR 과정의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 21은 Cascade 기법을 통한 IR 과정의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.
도 22는 Winnow 기법의 (1)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 23은 Winnow 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 24는 Winnow 기법의 (3)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 25는 Winnow 기법의 (4)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 26은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 cascade 기법의 누설 정보 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 27은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 cascade 기법의 오류 정정 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 28은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 winnow 기법의 누설 정보 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 29는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 키 정보의 결정 방법의 순서도다.
도 30은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 31은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (3)번 과정의 A. 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 32는 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (3)번 과정의 B. 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 33은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (5)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 34는 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 35는 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (3)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 36은 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (4)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 37은 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (7)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 38은 다차원 IR 과정의 오류 정정 능력 개선 효과를 개략적으로 도시한 것이다.
도 39는 본 명세서의 일 실시예에 따른 장치의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 40은 본 명세서의 다른 실시예에 따른, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.
도 41은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.
도 42는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 장치의 일례에 대한 블록도다.
도 43은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 다른 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.
도 44는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 다른 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 장치의 일례에 대한 블록도다.
도 45는 본 명세서에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.
도 46은 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 47은 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기의 다른 예를 도시한다.
도 48은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.
도 49는 본 명세서에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
도 50은 본 명세서에 적용되는 휴대 기기를 예시한다.
도 51은 본 명세서에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.
도 52는 본 명세서에 적용되는 차량을 예시한다.
도 53은 본 명세서에 적용되는 XR 기기를 예시한다.
도 54는 본 명세서에 적용되는 로봇을 예시한다.
도 55는 본 명세서에 적용되는 AI 기기를 예시한다.
1 illustrates a system structure of a New Generation Radio Access Network (NG-RAN) to which NR is applied.
Figure 2 illustrates the functional split between NG-RAN and 5GC.
3 shows an example of a 5G usage scenario to which the technical features of the present specification can be applied.
4 is a diagram showing an example of a communication structure that can be provided in a 6G system.
5 schematically illustrates an example of a perceptron structure.
6 schematically illustrates an example of a multilayer perceptron structure.
7 schematically illustrates a deep neural network example.
8 schematically illustrates an example of a convolutional neural network.
9 schematically illustrates an example of a filter operation in a convolutional neural network.
10 schematically illustrates an example of a neural network structure in which a cyclic loop exists.
11 schematically illustrates an example of an operating structure of a recurrent neural network.
12 shows an example of an electromagnetic spectrum.
13 is a diagram showing an example of a THz communication application.
14 is a diagram showing an example of an electronic element-based THz wireless communication transceiver.
15 is a diagram illustrating an example of a method for generating a THz signal based on an optical device, and FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a THz wireless communication transceiver based on an optical device.
17 illustrates a structure of a photonic source-based transmitter, and FIG. 18 illustrates a structure of an optical modulator.
19 schematically illustrates an example of quantum cryptographic communication.
20 schematically illustrates an example of an IR process through the BBBSS technique.
21 schematically illustrates an example of an IR process through the Cascade technique.
22 schematically illustrates process (1) of the Winnow technique.
23 schematically illustrates process (2) of the Winnow technique.
24 schematically illustrates process (3) of the Winnow technique.
25 schematically illustrates process (4) of the Winnow technique.
26 schematically shows an example of the leakage information ratio of the cascade technique according to the single-round criterion QBER and the group length.
27 schematically shows an example of the error correction ratio of the cascade technique according to the single-round criterion QBER and the group length.
28 schematically shows an example of the leakage information ratio of the winnow technique according to the single-round criterion QBER and the group length.
29 is a flowchart of a method for determining key information according to an embodiment of the present specification.
30 schematically illustrates process (2) of the group size selection technique according to QBER.
31 schematically illustrates process A of process (3) of the group size selection technique according to QBER.
32 schematically illustrates process B of process (3) of the group size selection scheme according to QBER.
33 schematically illustrates process (5) of the group size selection technique according to QBER.
34 schematically illustrates process (2) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique.
35 schematically illustrates process (3) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique.
36 schematically illustrates process (4) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique.
37 schematically illustrates process (7) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique.
38 schematically illustrates an error correction capability improvement effect of a multidimensional IR process.
39 schematically illustrates an example of a device according to an embodiment of the present specification.
40 is a flowchart of a method of determining key information according to another embodiment of the present specification.
41 is a flowchart of a method for determining key information from a device perspective, according to an embodiment of the present specification.
42 is a block diagram of an example of an apparatus for determining key information, from a device perspective, according to an embodiment of the present specification.
43 is a flowchart of a method of determining key information from the viewpoint of another device according to an embodiment of the present specification.
44 is a block diagram of an example of an apparatus for determining key information from another apparatus perspective, according to an embodiment of the present specification.
45 illustrates the communication system 1 applied to this specification.
46 illustrates a wireless device applicable to this specification.
47 shows another example of a wireless device that can be applied to this specification.
48 illustrates a signal processing circuit for a transmission signal.
49 shows another example of a wireless device applied to this specification.
50 illustrates a portable device applied to this specification.
51 illustrates a vehicle or an autonomous vehicle applied in this specification.
52 illustrates a vehicle applied in this specification.
53 illustrates an XR device applied herein.
54 illustrates a robot applied in this specification.
55 illustrates an AI device applied to this specification.

본 명세서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 명세서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "A 및/또는 B(A and/or B)"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 "A, B 또는 C(A, B or C)"는 "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다.In this specification, "A or B" may mean "only A", "only B", or "both A and B". In other words, "A or B (A or B)" in the present specification may be interpreted as "A and/or B (A and/or B)". For example, “A, B or C” as used herein means “only A”, “only B”, “only C”, or “any and all combinations of A, B and C ( any combination of A, B and C)".

본 명세서에서 사용되는 슬래쉬(/)나 쉼표(comma)는 "및/또는(and/or)"을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"를 의미할 수 있다. 이에 따라 "A/B"는 "오직 A", "오직 B", 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B, C"는 "A, B 또는 C"를 의미할 수 있다.A slash (/) or a comma (comma) used in this specification may mean "and/or". For example, "A/B" can mean "A and/or B". Accordingly, "A/B" may mean "only A", "only B", or "both A and B". For example, "A, B, C" may mean "A, B or C".

본 명세서에서 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"는, "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)"나 "적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)"라는 표현은 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"와 동일하게 해석될 수 있다. In this specification, "at least one of A and B" may mean "only A", "only B", or "both A and B". Also, in this specification, the expression "at least one of A or B" or "at least one of A and/or B" means "at least one It can be interpreted the same as "A and B (at least one of A and B) of

또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"는, "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다. 또한, "적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)"나 "적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)"는 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"를 의미할 수 있다. In addition, in this specification, "at least one of A, B and C" means "only A", "only B", "only C", or "A, B and C" It may mean "any combination of A, B and C". Also, "at least one of A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" means It can mean "at least one of A, B and C".

또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 "예를 들어(for example)"를 의미할 수 있다. 구체적으로, "제어 정보(PDCCH)"로 표시된 경우, "제어 정보"의 일례로 "PDCCH"가 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 "제어 정보"는 "PDCCH"로 제한(limit)되지 않고, "PDDCH"가 "제어 정보"의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, "제어 정보(즉, PDCCH)"로 표시된 경우에도, "제어 정보"의 일례로 "PDCCH"가 제안된 것일 수 있다.Also, parentheses used in this specification may mean “for example”. Specifically, when indicated as “control information (PDCCH)”, “PDCCH” may be suggested as an example of “control information”. In other words, "control information" in this specification is not limited to "PDCCH", and "PDDCH" may be suggested as an example of "control information". Also, even when displayed as “control information (ie, PDCCH)”, “PDCCH” may be suggested as an example of “control information”.

본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.Technical features that are individually described in one drawing in this specification may be implemented individually or simultaneously.

이하, 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology: new RAT, NR)에 대해 설명한다.Hereinafter, new radio access technology (new RAT, NR) will be described.

더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology; RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(mobile broadband) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브 MTC (massive Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 확장된 모바일 브로드밴드 커뮤니케이션(enhanced mobile broadband communication), massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 무선 접속 기술의 도입이 논의되고 있으며, 본 명세서에서는 편의상 해당 기술(technology)을 new RAT 또는 NR이라고 부른다.As more and more communication devices require greater communication capacity, a need for improved mobile broadband communication compared to conventional radio access technology (RAT) has emerged. In addition, massive machine type communications (MTC), which provides various services anytime and anywhere by connecting multiple devices and objects, is also one of the major issues to be considered in next-generation communication. In addition, communication system design considering reliability and latency-sensitive services/terminals is being discussed. The introduction of next-generation wireless access technologies considering such expanded mobile broadband communication, massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication), etc. is being discussed, and in this specification, for convenience, the corresponding technology is called new RAT or NR.

도 1은 NR이 적용되는 차세대 무선 접속 네트워크(New Generation Radio Access Network: NG-RAN)의 시스템 구조를 예시한다. 1 illustrates a system structure of a New Generation Radio Access Network (NG-RAN) to which NR is applied.

도 1을 참조하면, NG-RAN은, 단말에게 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단(termination)을 제공하는 gNB 및/또는 eNB를 포함할 수 있다. 도 1에서는 gNB만을 포함하는 경우를 예시한다. gNB 및 eNB는 상호 간에 Xn 인터페이스로 연결되어 있다. gNB 및 eNB는 5세대 코어 네트워크(5G Core Network: 5GC)와 NG 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 보다 구체적으로, AMF(access and mobility management function)과는 NG-C 인터페이스를 통해 연결되고, UPF(user plane function)과는 NG-U 인터페이스를 통해 연결된다. Referring to FIG. 1, an NG-RAN may include a gNB and/or an eNB that provides user plane and control plane protocol termination to a UE. 1 illustrates a case including only gNB. gNB and eNB are connected to each other through an Xn interface. The gNB and the eNB are connected to a 5G Core Network (5GC) through an NG interface. More specifically, an access and mobility management function (AMF) is connected through an NG-C interface, and a user plane function (UPF) is connected through an NG-U interface.

도 2는 NG-RAN과 5GC 간의 기능적 분할을 예시한다. Figure 2 illustrates the functional split between NG-RAN and 5GC.

도 2를 참조하면, gNB는 인터 셀 간의 무선 자원 관리(Inter Cell RRM), 무선 베어러 관리(RB control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 무선 허용 제어(Radio Admission Control), 측정 설정 및 제공(Measurement configuration & Provision), 동적 자원 할당(dynamic resource allocation) 등의 기능을 제공할 수 있다. AMF는 NAS 보안, 아이들 상태 이동성 처리 등의 기능을 제공할 수 있다. UPF는 이동성 앵커링(Mobility Anchoring), PDU 처리 등의 기능을 제공할 수 있다. SMF(Session Management Function)는 단말 IP 주소 할당, PDU 세션 제어 등의 기능을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 2, the gNB is inter-cell radio resource management (Inter Cell RRM), radio bearer management (RB control), connection mobility control (Connection Mobility Control), radio admission control (Radio Admission Control), measurement setup and provision (Measurement configuration & provision) and dynamic resource allocation. AMF can provide functions such as NAS security and idle state mobility handling. UPF may provide functions such as mobility anchoring and PDU processing. Session Management Function (SMF) may provide functions such as terminal IP address allocation and PDU session control.

도 3은 본 명세서의 기술적 특징이 적용될 수 있는 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다. 도 3에 도시된 5G 사용 시나리오는 단지 예시적인 것이며, 본 명세서의 기술적 특징은 도 3에 도시되지 않은 다른 5G 사용 시나리오에도 적용될 수 있다. 3 shows an example of a 5G usage scenario to which the technical features of the present specification can be applied. The 5G usage scenario shown in FIG. 3 is just an example, and the technical features of the present specification may also be applied to other 5G usage scenarios not shown in FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역(eMBB; enhanced mobile broadband) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신(mMTC; massive machine type communication) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신(URLLC; ultra-reliable and low latency communications) 영역을 포함한다. 일부 사용 예는 최적화를 위해 다수의 영역을 요구할 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표(KPI; key performance indicator)에만 포커싱 할 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.Referring to FIG. 3, the three major requirements areas of 5G are (1) enhanced mobile broadband (eMBB) area, (2) massive machine type communication (mMTC) area, and ( 3) It includes the ultra-reliable and low latency communications (URLLC) area. Some use cases may require multiple areas for optimization, while other use cases may focus on just one key performance indicator (KPI). 5G supports these diverse use cases in a flexible and reliable way.

eMBB는 데이터 속도, 지연, 사용자 밀도, 모바일 광대역 접속의 용량 및 커버리지의 전반적인 향상에 중점을 둔다. eMBB는 10Gbps 정도의 처리량을 목표로 한다. eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 접속을 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것으로 기대된다. 증가된 트래픽 양의 주요 원인은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스(오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 애플리케이션은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성을 필요로 한다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드 상의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트에서 예를 들면, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하여 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.eMBB focuses on overall improvements in data rate, latency, user density, capacity and coverage of mobile broadband access. eMBB targets a throughput of around 10 Gbps. eMBB goes far beyond basic mobile Internet access, and covers rich interactive work, media and entertainment applications in the cloud or augmented reality. Data is one of the key drivers of 5G, and we may not see dedicated voice services for the first time in the 5G era. In 5G, voice is expected to be handled simply as an application using the data connection provided by the communication system. The main causes of the increased traffic volume are the increase in content size and the increase in the number of applications requiring high data rates. Streaming services (audio and video), interactive video and mobile internet connections will become more widely used as more devices connect to the internet. Many of these applications require always-on connectivity to push real-time information and notifications to users. Cloud storage and applications are rapidly growing in mobile communication platforms, which can be applied to both work and entertainment. Cloud storage is a particular use case driving the growth of uplink data rates. 5G is also used for remote work in the cloud, requiring much lower end-to-end latency to maintain a good user experience when tactile interfaces are used. In entertainment, for example, cloud gaming and video streaming are other key factors driving the demand for mobile broadband capabilities. Entertainment is essential on smartphones and tablets everywhere, including in highly mobile environments such as trains, cars and planes. Another use case is augmented reality for entertainment and information retrieval. Here, augmented reality requires very low latency and instantaneous amount of data.

mMTC는 배터리에 의해 구동되는 다량의 저비용 장치 간의 통신을 가능하게 하기 위하여 설계되며, 스마트 계량, 물류, 현장 및 신체 센서와 같은 애플리케이션을 지원하기 위한 것이다. mMTC는 10년 정도의 배터리 및/또는 1km2 당 백만 개 정도의 장치를 목표로 한다. mMTC는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있게 하며, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나이다. 잠재적으로 2020년까지 IoT 장치들은 204억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.mMTC is designed to enable communication between high-volume, low-cost devices powered by batteries, and is intended to support applications such as smart metering, logistics, field and body sensors. mMTC targets 10 years of batteries and/or 1 million devices per square kilometer. mMTC enables seamless connectivity of embedded sensors in all fields and is one of the most anticipated 5G use cases. Potentially, IoT devices are predicted to reach 20.4 billion by 2020. Industrial IoT is one area where 5G is playing a key role enabling smart cities, asset tracking, smart utilities, agriculture and security infrastructure.

URLLC는 장치 및 기계가 매우 신뢰성 있고 매우 낮은 지연 및 높은 가용성으로 통신할 수 있도록 함으로써 차량 통신, 산업 제어, 공장 자동화, 원격 수술, 스마트 그리드 및 공공 안전 애플리케이션에 이상적이다. URLLC는 1ms의 정도의 지연을 목표로 한다. URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자율 주행 차량과 같은 초 신뢰/지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.URLLC enables devices and machines to communicate with high reliability, very low latency and high availability, making it ideal for vehicular communications, industrial controls, factory automation, remote surgery, smart grid and public safety applications. URLLC targets latency on the order of 1 ms. URLLC includes new services that will transform industries through ultra-reliable/low-latency links, such as remote control of critical infrastructure and autonomous vehicles. This level of reliability and latency is essential for smart grid control, industrial automation, robotics, and drone control and coordination.

다음으로, 도 3의 삼각형 안에 포함된 다수의 사용 예에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Next, a number of usage examples included in the triangle of FIG. 3 will be described in more detail.

5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH(fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역(또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실(VR; virtual reality)과 증강 현실(AR; augmented reality) 뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는 데에 요구될 수 있다. VR 및 AR 애플리케이션은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 애플리케이션은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사가 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.5G can complement fiber-to-the-home (FTTH) and cable-based broadband (or DOCSIS) as a means of delivering streams rated at hundreds of megabits per second to gigabits per second. Such high speeds may be required to deliver TV at resolutions of 4K and beyond (6K, 8K and beyond) as well as virtual reality (VR) and augmented reality (AR). VR and AR applications include almost immersive sports events. Certain applications may require special network settings. For example, in the case of VR games, game companies may need to integrate their core servers with the network operator's edge network servers to minimize latency.

자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예와 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 높은 용량과 높은 모바일 광대역을 동시에 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 사용 예는 증강 현실 대시보드이다. 운전자는 증강 현실 대비보드를 통해 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별할 수 있다. 증강 현실 대시보드는 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 알려줄 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 장치(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 장치) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스를 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종 차량 또는 자율 주행 차량이 될 것이다. 이는 서로 다른 자율 주행 차량 사이 및/또는 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자율 주행 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자율 주행 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.Automotive is expected to be an important new driver for 5G, with many use cases for mobile communications to vehicles. For example, entertainment for passengers requires both high capacity and high mobile broadband. The reason is that future users will continue to expect high-quality connections regardless of their location and speed. Another use case in the automotive sector is augmented reality dashboards. Drivers can identify objects in the dark above what they are viewing through the front window via an augmented reality contrast board. The augmented reality dashboard displays overlaid information to inform the driver about the distance and movement of objects. In the future, wireless modules will enable communication between vehicles, exchange of information between vehicles and supporting infrastructure, and exchange of information between vehicles and other connected devices (eg devices carried by pedestrians). A safety system can help reduce the risk of an accident by guiding the driver through an alternate course of action to make driving safer. The next step will be remotely controlled or self-driving vehicles. This requires very reliable and very fast communication between different autonomous vehicles and/or between vehicles and infrastructure. In the future, autonomous vehicles will perform all driving activities, leaving drivers to focus only on traffic anomalies that the vehicle itself cannot identify. The technological requirements of autonomous vehicles require ultra-low latency and ultra-high reliability to increase traffic safety to levels that humans cannot achieve.

스마트 사회로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드 될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지 효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용을 요구한다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.Smart cities and smart homes, referred to as smart societies, will be embedded with high-density wireless sensor networks. A distributed network of intelligent sensors will identify conditions for cost- and energy-efficient maintenance of a city or home. A similar setup can be done for each household. Temperature sensors, window and heating controllers, burglar alarms and appliances are all connected wirelessly. Many of these sensors typically require low data rates, low power and low cost. However, real-time HD video, for example, may be required in certain types of devices for surveillance.

열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서를 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.The consumption and distribution of energy, including heat or gas, is highly decentralized, requiring automated control of distributed sensor networks. A smart grid interconnects these sensors using digital information and communication technologies to gather information and act on it. This information can include supplier and consumer behavior, enabling the smart grid to improve efficiency, reliability, affordability, sustainability of production and distribution of fuels such as electricity in an automated manner. The smart grid can also be viewed as another low-latency sensor network.

건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 애플리케이션을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는 데에 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터에 대한 원격 모니터링 및 센서를 제공할 수 있다.The health sector has many applications that can benefit from mobile communications. The communication system may support telemedicine, which provides clinical care at a remote location. This can help reduce barriers to distance and improve access to health services that are not consistently available in remote rural areas. It is also used to save lives in critical care and emergencies. Mobile communication-based wireless sensor networks can provide remote monitoring and sensors for parameters such as heart rate and blood pressure.

무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것을 요구한다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.Wireless and mobile communications are becoming increasingly important in industrial applications. Wiring is expensive to install and maintain. Thus, the possibility of replacing cables with reconfigurable wireless links is an attractive opportunity for many industries. However, achieving this requires that wireless connections operate with comparable latency, reliability and capacity to cables, and that their management be simplified. Low latency and very low error probability are the new requirements that need to be connected with 5G.

물류 및 화물 추적은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요할 수 있다.Logistics and freight tracking is an important use case for mobile communications enabling the tracking of inventory and packages from anywhere using location-based information systems. Logistics and freight tracking use cases typically require low data rates, but may require wide range and reliable location information.

이하, 본 명세서의 실시예에 적용될 수 있는 차세대 통신(예컨대, 6G)의 예시들에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, examples of next-generation communication (eg, 6G) that can be applied to the embodiments of the present specification will be described.

<6G 시스템 일반><6G System General>

6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 intelligent connectivity, deep connectivity, holographic connectivity, ubiquitous connectivity와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 아래 표 1과 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 1은 6G 시스템의 요구 사항의 일례를 나타낸 표이다.6G (radio communications) systems are characterized by (i) very high data rates per device, (ii) very large number of connected devices, (iii) global connectivity, (iv) very low latency, (v) battery- It aims to lower energy consumption of battery-free IoT devices, (vi) ultra-reliable connectivity, and (vii) connected intelligence with machine learning capabilities. The vision of the 6G system can be four aspects such as intelligent connectivity, deep connectivity, holographic connectivity, and ubiquitous connectivity, and the 6G system can satisfy the requirements shown in Table 1 below. That is, Table 1 is a table showing an example of requirements for a 6G system.

Per device peak data ratePer device peak data rate 1 Tbps1 Tbps E2E latencyE2E latency 1 ms1ms Maximum spectral efficiencyMaximum spectral efficiency 100bps/Hz100 bps/Hz Mobility supportMobility support Up to 1000km/hrUp to 1000km/hr Satellite integrationSatellite integration FullyFully AIAI FullyFully Autonomous vehicleAutonomous vehicles FullyFully XRXR FullyFully Haptic CommunicationHaptic Communication FullyFully

6G 시스템은 Enhanced mobile broadband (eMBB), Ultra-reliable low latency communications (URLLC), massive machine-type communication (mMTC), AI integrated communication, Tactile internet, High throughput, High network capacity, High energy efficiency, Low backhaul and access network congestion, Enhanced data security와 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.도 4는 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도이다.6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 key feature인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것이다. 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 것이다. 6G에서 새로운 네트워크 특성들은 다음과 같을 수 있다.- 위성 통합 네트워크(Satellites integrated network): 글로벌 모바일 집단을 제공하기 위해 6G는 위성과 통합될 것으로 예상된다. 지상파, 위성 및 공중 네트워크를 하나의 무선통신 시스템으로 통합은 6G에 매우 중요하다.6G systems include Enhanced mobile broadband (eMBB), Ultra-reliable low latency communications (URLLC), massive machine-type communication (mMTC), AI integrated communication, Tactile internet, High throughput, High network capacity, High energy efficiency, Low backhaul and It may have key factors such as access network congestion and enhanced data security. FIG. 4 is a diagram showing an example of a communication structure that can be provided in a 6G system. It is expected to have wireless communication connectivity. URLLC, a key feature of 5G, will become even more important in 6G communications by providing end-to-end latency of less than 1 ms. The 6G system will have much better volume spectral efficiency as opposed to the frequently used area spectral efficiency. 6G systems can provide very long battery life and advanced battery technology for energy harvesting, so mobile devices will not need to be charged separately in 6G systems. In 6G, new network features may be: - Satellites integrated network: 6G is expected to integrate with satellites to provide a global mobile population. Integration of terrestrial, satellite and public networks into one wireless communication system is critical for 6G.

- 연결된 인텔리전스(Connected intelligence): 이전 세대의 무선 통신 시스템과 달리 6G는 혁신적이며, "연결된 사물”에서 "연결된 지능"으로 무선 진화가 업데이트될 것이다. AI는 통신 절차의 각 단계(또는 후술할 신호 처리의 각 절차)에서 적용될 수 있다.- Connected intelligence: unlike previous generations of wireless communication systems, 6G is revolutionary and will update the wireless evolution from “connected things” to “connected intelligence.” each procedure of processing).

- 무선 정보 및 에너지 전달의 완벽한 통합(Seamless integration wireless information and energy transfer): 6G 무선 네트워크는 스마트폰들과 센서들과 같이 디바이스들의 배터리를 충전하기 위해 전력을 전달할 것이다. 그러므로, 무선 정보 및 에너지 전송 (WIET)은 통합될 것이다.- Seamless integration wireless information and energy transfer: 6G wireless networks will transfer power to charge the batteries of devices such as smartphones and sensors. Therefore, wireless information and energy transfer (WIET) will be integrated.

- 유비쿼터스 슈퍼 3D 연결(Ubiquitous super 3D connectivity): 드론 및 매우 낮은 지구 궤도 위성의 네트워크 및 핵심 네트워크 기능에 접속은 6G 유비쿼터스에서 슈퍼 3D 연결을 만들 것이다.- Ubiquitous super 3D connectivity: Access to networks and core network capabilities of drones and very low Earth orbit satellites will make super 3D connectivity in 6G ubiquitous.

위와 같은 6G의 새로운 네트워크 특성들에서 몇 가지 일반적인 요구 사항은 다음과 같을 수 있다.In the new network characteristics of 6G as above, some general requirements can be as follows.

- 스몰 셀 네트워크(small cell networks): 스몰 셀 네트워크의 아이디어는 셀룰러 시스템에서 처리량, 에너지 효율 및 스펙트럼 효율 향상의 결과로 수신 신호 품질을 향상시키기 위해 도입되었다. 결과적으로, 스몰 셀 네트워크는 5G 및 비욘드 5G (5GB) 이상의 통신 시스템에 필수적인 특성이다. 따라서, 6G 통신 시스템 역시 스몰 셀 네트워크의 특성을 채택한다.- Small cell networks: The idea of small cell networks has been introduced to improve received signal quality resulting in improved throughput, energy efficiency and spectral efficiency in cellular systems. As a result, small cell networks are an essential feature of 5G and Beyond 5G (5GB) and beyond communication systems. Therefore, the 6G communication system also adopts the characteristics of the small cell network.

- 초 고밀도 이기종 네트워크(Ultra-dense heterogeneous network): 초 고밀도 이기종 네트워크들은 6G 통신 시스템의 또 다른 중요한 특성이 될 것이다. 이기종 네트워크로 구성된 멀티-티어 네트워크는 전체 QoS를 개선하고 비용을 줄인다.- Ultra-dense heterogeneous network: Ultra-dense heterogeneous networks will be another important feature of 6G communication systems. Multi-tier networks composed of heterogeneous networks improve overall QoS and reduce costs.

- 대용량 백홀(High-capacity backhaul): 백홀 연결은 대용량 트래픽을 지원하기 위해 대용량 백홀 네트워크로 특징 지어진다. 고속 광섬유 및 자유 공간 광학 (FSO) 시스템이 이 문제에 대한 가능한 솔루션일 수 있다.- High-capacity backhaul: A backhaul connection is characterized by a high-capacity backhaul network to support high-capacity traffic. High-speed fiber and free space optical (FSO) systems may be possible solutions to this problem.

- 모바일 기술과 통합된 레이더 기술: 통신을 통한 고정밀 지역화(또는 위치 기반 서비스)는 6G 무선통신 시스템의 기능 중 하나이다. 따라서, 레이더 시스템은 6G 네트워크와 통합될 것이다.- Radar technology integrated with mobile technology: High-precision localization (or location-based service) through communication is one of the features of 6G wireless communication systems. Thus, radar systems will be integrated with 6G networks.

- 소프트화 및 가상화(Softwarization and virtualization): 소프트화 및 가상화는 유연성, 재구성성 및 프로그래밍 가능성을 보장하기 위해 5GB 네트워크에서 설계 프로세스의 기초가 되는 두 가지 중요한 기능이다. 또한, 공유 물리적 인프라에서 수십억 개의 장치가 공유될 수 있다.- Softwarization and virtualization: Softwarization and virtualization are two important features fundamental to the design process in 5GB networks to ensure flexibility, reconfigurability and programmability. In addition, billions of devices can be shared in a shared physical infrastructure.

<6G 시스템의 핵심 구현 기술><Core implementation technology of 6G system>

인공 지능(Artificial Intelligence)Artificial Intelligence

6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.The most important and newly introduced technology for the 6G system is AI. AI was not involved in the 4G system. 5G systems will support partial or very limited AI. However, the 6G system will be AI-enabled for full automation. Advances in machine learning will create more intelligent networks for real-time communication in 6G. Introducing AI in communications can simplify and enhance real-time data transmission. AI can use a plethora of analytics to determine how complex target tasks are performed. In other words, AI can increase efficiency and reduce processing delays.

핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케쥴링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(Brain Computer Interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.Time-consuming tasks such as handover, network selection, and resource scheduling can be performed instantly by using AI. AI can also play an important role in M2M, machine-to-human and human-to-machine communications. In addition, AI can be a rapid communication in BCI (Brain Computer Interface). AI-based communication systems can be supported by metamaterials, intelligent structures, intelligent networks, intelligent devices, intelligent cognitive radios, self-sustaining wireless networks, and machine learning.

최근에는 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 application layer, network layer 특히, 딥러닝을 wireless resource management and allocation 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC layer 와 Physical layer로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO mechanism, AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.Recently, there have been attempts to integrate AI with wireless communication systems, but these have been focused on the application layer and network layer, especially deep learning in the field of wireless resource management and allocation. However, these studies are gradually developing into the MAC layer and the physical layer, and in particular, attempts to combine deep learning with wireless transmission are appearing in the physical layer. AI-based physical layer transmission means applying a signal processing and communication mechanism based on an AI driver rather than a traditional communication framework in fundamental signal processing and communication mechanisms. For example, deep learning-based channel coding and decoding, deep learning-based signal estimation and detection, deep learning-based MIMO mechanism, AI-based resource scheduling and may include allocations, etc.

머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거 (interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.Machine learning may be used for channel estimation and channel tracking, and may be used for power allocation, interference cancellation, and the like in a downlink (DL) physical layer. Machine learning can also be used for antenna selection, power control, symbol detection, and the like in a MIMO system.

그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.However, the application of DNN for transmission in the physical layer may have the following problems.

딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.AI algorithms based on deep learning require a lot of training data to optimize training parameters. However, due to limitations in acquiring data in a specific channel environment as training data, a lot of training data is used offline. This is because static training on training data in a specific channel environment may cause a contradiction between dynamic characteristics and diversity of a radio channel.

또한, 현재 딥러닝은 주로 실제 신호(real signal)를 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.In addition, current deep learning mainly targets real signals. However, the signals of the physical layer of wireless communication are complex signals. In order to match the characteristics of wireless communication signals, further research on a neural network for detecting complex domain signals is needed.

이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, machine learning will be described in more detail.

머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3이지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.Machine learning refers to a set of actions that train a machine to create a machine that can do tasks that humans can or cannot do. Machine learning requires data and a running model. In machine learning, data learning methods can be largely divided into three types: supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning.

신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.Neural network training is aimed at minimizing errors in the output. Neural network learning repeatedly inputs training data to the neural network, calculates the output of the neural network for the training data and the error of the target, and backpropagates the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer in a direction to reduce the error. ) to update the weight of each node in the neural network.

지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learing rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다Supervised learning uses training data in which correct answers are labeled in the learning data, and unsupervised learning may not have correct answers labeled in the learning data. That is, for example, learning data in the case of supervised learning related to data classification may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to the neural network, and an error may be calculated by comparing the output (category) of the neural network and the label of the training data. The calculated error is back-propagated in a reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back-propagation. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to a learning rate. The neural network's computation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of iterations of the learning cycle of the neural network. For example, a high learning rate is used in the early stages of neural network learning to increase efficiency by allowing the neural network to quickly achieve a certain level of performance, and a low learning rate can be used in the late stage to increase accuracy.

데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.The learning method may vary depending on the characteristics of the data. For example, in a case where the purpose of the receiver is to accurately predict data transmitted by the transmitter in a communication system, it is preferable to perform learning using supervised learning rather than unsupervised learning or reinforcement learning.

러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.The learning model corresponds to the human brain, and the most basic linear model can be considered. ) is called

학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(DNN, deep neural networks), 합성곱 신경망(CNN, convolutional deep neural networks), 순환 신경망(RNN, Recurrent Boltzmann Machine) 방식이 있다.The neural network cord used as a learning method is largely divided into deep neural networks (DNN), convolutional deep neural networks (CNN), and recurrent Boltzmann Machine (RNN). there is.

인공 신경망(artificial neural network)은 여러 개의 퍼셉트론을 연결한 예시이다.An artificial neural network is an example of connecting several perceptrons.

도 5는 퍼셉트론 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.5 schematically illustrates an example of a perceptron structure.

도 5를 참조하면, 입력 벡터 x=(x1,x2,...,xd) 가 입력되면 각 성분에 가중치(W1,W2,...,Wd)를 곱하고, 그 결과를 모두 합산한 후, 활성함수 σ(·) 를 적용하는 전체 과정을 퍼셉트론(perceptron)이라 한다. 거대한 인공 신경망 구조는 도 5에 도시한 단순화된 퍼셉트론 구조를 확장하여 입력벡터를 서로 다른 다 차원의 퍼셉트론에 적용할 수도 있다. 설명의 편의를 위해 입력값 또는 출력값을 노드(node)라 칭한다.Referring to FIG. 5, when the input vector x=(x1,x2,...,xd) is input, each component is multiplied by the weight (W1,W2,...,Wd), and after summing up the results, The entire process of applying the activation function σ(·) is called a perceptron. The huge artificial neural network structure may extend the simplified perceptron structure shown in FIG. 5 and apply input vectors to different multi-dimensional perceptrons. For convenience of description, an input value or an output value is referred to as a node.

한편, 도 5에 도시된 퍼셉트론 구조는 입력값, 출력값을 기준으로 총 3개의 층(layer)로 구성되는 것으로 설명할 수 있다. 1st layer와 2nd layer 사이에는 (d+1) 차원의 퍼셉트론 H개, 2nd layer와 3rd layer 사이에는 (H+1)차원 퍼셉트론이 K 개 존재하는 인공신경망을 도 6과 같이 표현할 수 있다. Meanwhile, the perceptron structure shown in FIG. 5 can be described as being composed of a total of three layers based on input values and output values. An artificial neural network with H number of (d + 1) dimensional perceptrons between the 1st layer and the 2nd layer and K number of (H + 1) dimensional perceptrons between the 2nd layer and the 3rd layer can be expressed as shown in FIG. there is.

도 6은 다층 퍼셉트론 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.6 schematically illustrates an example of a multilayer perceptron structure.

입력벡터가 위치하는 층을 입력층(input layer), 최종 출력값이 위치하는 층을 출력층(output layer), 입력층과 출력층 사이에 위치하는 모든 층을 은닉층(hidden layer)라 한다. 도 6의 예시는 3개의 층이 개시되나, 실제 인공신경망 층의 개수를 카운트할 때는 입력층을 제외하고 카운트하므로 총 2개의 층으로 볼 수 있다. 인공신경망은 기본 블록의 퍼셉트론을 2 차원적으로 연결되어 구성된다.The layer where the input vector is located is called the input layer, the layer where the final output value is located is called the output layer, and all the layers located between the input layer and the output layer are called hidden layers. In the example of FIG. 6 , three layers are disclosed, but when counting the number of layers of an actual artificial neural network, the number of layers is counted excluding the input layer, so a total of two layers can be considered. An artificial neural network is composed of two-dimensionally connected perceptrons of basic blocks.

전술한 입력층, 은닉층, 출력층은 다층 퍼셉트론 뿐 아니라 후술할 CNN, RNN 등 다양한 인공신경망 구조에서 공동적으로 적용될 수 있다. 은닉층의 개수가 많아질수록 인공신경망이 깊어진 것이며, 충분히 깊어진 인공신경망을 러닝모델로 사용하는 머신러닝 패러다임을 딥러닝(Deep Learning)이라 한다. 또한 딥러닝을 위해 사용하는 인공신경망을 심층 신경망(DNN: Deep neural network)라 한다.The above-described input layer, hidden layer, and output layer can be jointly applied to various artificial neural network structures such as CNN and RNN, which will be described later, as well as multi-layer perceptrons. As the number of hidden layers increases, the artificial neural network becomes deeper, and a machine learning paradigm that uses a sufficiently deep artificial neural network as a learning model is called deep learning. In addition, the artificial neural network used for deep learning is called a deep neural network (DNN).

도 7은 심층 신경망 예시를 개략적으로 도시한 것이다.7 schematically illustrates a deep neural network example.

도 7에 도시된 심층 신경망은 은닉층+출력층이 8개로 구성된 다층 퍼셉트론이다. 상기 다층 퍼셉트론 구조를 완전 연결 신경망(fully-connected neural network)이라 표현한다. 완전 연결 신경망은 서로 같은 층에 위치하는 노드 간에는 연결 관계가 존재하지 않으며, 인접한 층에 위치한 노드들 간에만 연결 관계가 존재한다. DNN은 완전 연결 신경망 구조를 가지고 다수의 은닉층과 활성함수들의 조합으로 구성되어 입력과 출력 사이의 상관관계 특성을 파악하는데 유용하게 적용될 수 있다. 여기서 상관관계 특성은 입출력의 결합확률(joint probability)을 의미할 수 있다.The deep neural network shown in FIG. 7 is a multi-layer perceptron consisting of 8 hidden layers + 8 output layers. The multilayer perceptron structure is expressed as a fully-connected neural network. In a fully-connected neural network, there is no connection relationship between nodes located on the same layer, and a connection relationship exists only between nodes located on adjacent layers. DNN has a fully-connected neural network structure and is composed of a combination of multiple hidden layers and activation functions, so it can be usefully applied to identify the correlation characteristics between inputs and outputs. Here, the correlation characteristic may mean a joint probability of input and output.

한편, 복수의 퍼셉트론을 서로 어떻게 연결하느냐에 따라 전술한 DNN과 다른 다양한 인공 신경망 구조를 형성할 수 있다.On the other hand, depending on how a plurality of perceptrons are connected to each other, various artificial neural network structures different from the aforementioned DNN can be formed.

도 8은 컨볼루션 신경망의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.8 schematically illustrates an example of a convolutional neural network.

DNN은 하나의 층 내부에 위치한 노드들이 1 차원적의 세로 방향으로 배치되어 있다. 그러나, 도 8은 노드들이 2 차원적으로 가로 w개, 세로 h개의 노드가 배치할 경우를 가정할 수 있다(도 8의 컨볼루션 신경망 구조). 이 경우, 하나의 입력노드에서 은닉층으로 이어지는 연결과정에서 연결 하나당 가중치가 부가되므로 총 hХw 개의 가중치를 고려해야한다. 입력층에 hХw 개의 노드가 존재하므로 인접한 두 층 사이에는 총 h2w2 개의 가중치가 필요하다.In DNN, nodes located inside one layer are arranged in a one-dimensional vertical direction. However, in FIG. 8, it can be assumed that the nodes are two-dimensionally arranged with w nodes horizontally and h nodes vertically (convolutional neural network structure of FIG. 8). In this case, a weight is added for each connection in the connection process from one input node to the hidden layer, so a total of hХw weights must be considered. Since there are hХw nodes in the input layer, a total of h 2 w 2 weights are required between two adjacent layers.

도 8의 컨볼루션 신경망은 연결개수에 따라 가중치의 개수가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있어 인접한 층 간의 모든 모드의 연결을 고려하는 대신, 크기가 작은 필터(filter)가 존재하는 것으로 가정하여 도 9에서와 같이 필터가 겹치는 부분에 대해서는 가중합 및 활성함수 연산을 수행하도록 한다.The convolutional neural network of FIG. 8 has a problem in that the number of weights increases exponentially according to the number of connections, so instead of considering all mode connections between adjacent layers, it is assumed that there is a filter with a small size, and FIG. 9 As shown in , weighted sum and activation function calculations are performed for overlapping filters.

도 9는 컨볼루션 신경망에서의 필터 연산의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.9 schematically illustrates an example of a filter operation in a convolutional neural network.

하나의 필터는 그 크기만큼의 개수에 해당하는 가중치를 가지며, 이미지 상의 어느 특정한 특징을 요인으로 추출하여 출력할 수 있도록 가중치의 학습이 이루어질 수 있다. 도 9에서는 3Х3 크기의 필터가 입력층의 가장 좌측 상단 3Х3 영역에 적용되고, 해당 노드에 대한 가중합 및 활성함수 연산을 수행한 결과 출력값을 z22에 저장한다.One filter has weights corresponding to the number of filters, and learning of weights can be performed so that a specific feature on an image can be extracted as a factor and output. In FIG. 9 , a 3Х3 size filter is applied to the 3Х3 region at the top left of the input layer, and an output value obtained by performing a weighted sum and an activation function operation for a corresponding node is stored in z 22 .

상기 필터는 입력층을 스캔하면서 가로, 세로 일정 간격만큼 이동하면서 가중합 및 활성함수 연산을 수행하고 그 출력값을 현재 필터의 위치에 위치시킨다. 이러한 연산 방식은 컴퓨터 비전(computer vision) 분야에서 이미지에 대한 컨볼루션(convolution) 연산과 유사하여 이러한 구조의 심층 신경망을 컨볼루션 신경망(CNN: convolutional neural network)라 하고, 컨볼루션 연산 결과 생성되는 은닉층을 컨볼루션 층(convolutional layer)라 한다. 또한, 복수의 컨볼루션 층이 존재하는 신경망을 심층 컨볼루션 신경망(DCNN: Deep convolutional)이라 한다.While scanning the input layer, the filter moves by a certain distance horizontally and vertically, performs weighted sum and activation function calculations, and places the output value at the position of the current filter. This operation method is similar to the convolution operation for images in the field of computer vision, so the deep neural network of this structure is called a convolutional neural network (CNN), and the hidden layer generated as a result of the convolution operation is called a convolutional layer. Also, a neural network having a plurality of convolutional layers is referred to as a deep convolutional neural network (DCNN).

컨볼루션 층에서는 현재 필터가 위치한 노드에서, 상기 필터가 커버하는 영역에 위치한 노드만을 포괄하여 가중합을 계산함으로써, 가중치의 개수를 줄여줄 수 있다. 이로 인해, 하나의 필터가 로컬(local) 영역에 대한 특징에 집중하도록 이용될 수 있다. 이에 따라 CNN은 2 차원 영역 상의 물리적 거리가 중요한 판단 기준이 되는 이미지 데이터 처리에 효과적으로 적용될 수 있다. 한편, CNN은 컨볼루션 층의 직전에 복수의 필터가 적용될 수 있으며, 각 필터의 컨볼루션 연산을 통해 복수의 출력 결과를 생성할 수도 있다.In the convolution layer, the number of weights can be reduced by calculating a weighted sum by including only nodes located in a region covered by the filter from the node where the current filter is located. This allows one filter to be used to focus on features for a local area. Accordingly, CNN can be effectively applied to image data processing in which a physical distance in a 2D area is an important criterion. Meanwhile, in the CNN, a plurality of filters may be applied immediately before the convolution layer, and a plurality of output results may be generated through a convolution operation of each filter.

한편, 데이터 속성에 따라 시퀀스(sequence) 특성이 중요한 데이터들이 있을 수 있다. 이러한 시퀀스 데이터들의 길이 가변성, 선후 관계를 고려하여 데이터 시퀀스 상의 원소를 매 시점(timestep) 마다 하나씩 입력하고, 특정 시점에 출력된 은닉층의 출력 벡터(은닉 벡터)를, 시퀀스 상의 바로 다음 원소와 함께 입력하는 방식을 인공 신경망에 적용한 구조를 순환 신경망 구조라 한다.Meanwhile, there may be data whose sequence characteristics are important according to data attributes. Considering the length variability and precedence relationship of these sequence data, input each element on the data sequence one by one at each time step, and input the output vector (hidden vector) of the hidden layer output at a specific time point together with the next element on the sequence A structure in which this method is applied to an artificial neural network is called a recurrent neural network structure.

도 10은 순환 루프가 존재하는 신경망 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.10 schematically illustrates an example of a neural network structure in which a cyclic loop exists.

도 10을 참조하면, 순환 신경망(RNN: recurrent neural netwok)은 데이터 시퀀스 상의 어느 시선 t의 원소 (x1(t), x2(t), ,..., xd(t))를 완전 연결 신경망에 입력하는 과정에서, 바로 이전 시점 t-1은 은닉 벡터 (z1(t-1), z2(t-1),..., zH(t-1))을 함께 입력하여 가중합 및 활성함수를 적용하는 구조이다. 이와 같이 은닉 벡터를 다음 시점으로 전달하는 이유는 앞선 시점들에서의 입력 벡터속 정보들이 현재 시점의 은닉 벡터에 누적된 것으로 간주하기 때문이다.Referring to FIG. 10, a recurrent neural network (RNN) assigns an element (x1(t), x2(t), ,..., xd(t)) of any line t on a data sequence to a fully connected neural network. In the process of inputting, the immediately preceding time point t-1 inputs the hidden vector (z1(t-1), z2(t-1),..., zH(t-1)) together to calculate the weighted sum and activation function structure that is applied. The reason why the hidden vector is transmitted to the next time point in this way is that information in the input vector at previous time points is regarded as being accumulated in the hidden vector of the current time point.

도 11은 순환 신경망의 동작 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.11 schematically illustrates an example of an operating structure of a recurrent neural network.

도 11을 참조하면, 순환 신경망은 입력되는 데이터 시퀀스에 대하여 소정의 시점 순서대로 동작한다.Referring to FIG. 11, the recurrent neural network operates in a sequence of predetermined views with respect to an input data sequence.

시점 1에서의 입력 벡터  (x1(t), x2(t), ,..., xd(t))가 순환 신경망에 입력되었을 때의 은닉 벡터 (z1(1),z2(1),...,zH(1))가 시점 2의 입력 벡터  (x1(2),x2(2),...,xd(2))와 함께 입력되어 가중합 및 활성 함수를 통해 은닉층의 벡터  (z1(2),z2(2) ,...,zH(2))를 결정한다. 이러한 과정은 시점 2, 시점 3, ,,, 시점 T 까지 반복적으로 수행된다.When the input vector (x1(t), x2(t), ,..., xd(t)) at time  1 is input to the recurrent neural network, the hidden vector  (z1(1),z2(1),.. .,zH(1)) is input together with the input vector of time  2 (x1(2),x2(2),...,xd(2)), and the vector of the hidden layer   (z1( 2),z2(2) ,...,zH(2)). This process is repeatedly performed until time point 2, point 3, ,,, point T.

한편, 순환 신경망 내에서 복수의 은닉층이 배치될 경우, 이를 심층 순환 신경망(DRNN: Deep recurrent neural network)라 한다. 순환 신경망은 시퀀스 데이터(예를 들어, 자연어 처리(natural language processing)에 유용하게 적용되도록 설계되어 있다.Meanwhile, when a plurality of hidden layers are arranged in a recurrent neural network, it is referred to as a deep recurrent neural network (DRNN). Recurrent neural networks are designed to be usefully applied to sequence data (eg, natural language processing).

학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어로서 DNN, CNN, RNN 외에 제한 볼츠만 머신(RBM, Restricted Boltzmann Machine), 심층 신뢰 신경망(DBN, deep belief networks), 심층 Q-네트워크(Deep Q-Network)와 같은 다양한 딥 러닝 기법들을 포함하며, 컴퓨터비젼, 음성인식, 자연어처리, 음성/신호처리 등의 분야에 적용될 수 있다.As a neural network core used as a learning method, in addition to DNN, CNN, and RNN, Restricted Boltzmann Machine (RBM), deep belief networks (DBN), and Deep Q-Network It includes various deep learning techniques such as computer vision, voice recognition, natural language processing, and voice/signal processing.

최근에는 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 application layer, network layer 특히, 딥러닝을 wireless resource management and allocation 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC layer 와 Physical layer로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO mechanism, AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.Recently, there have been attempts to integrate AI with wireless communication systems, but these have been focused on the application layer and network layer, especially deep learning in the field of wireless resource management and allocation. However, these studies are gradually developing into the MAC layer and the physical layer, and in particular, attempts to combine deep learning with wireless transmission are appearing in the physical layer. AI-based physical layer transmission means applying a signal processing and communication mechanism based on an AI driver rather than a traditional communication framework in fundamental signal processing and communication mechanisms. For example, deep learning-based channel coding and decoding, deep learning-based signal estimation and detection, deep learning-based MIMO mechanism, AI-based resource scheduling and may include allocations, etc.

THz(Terahertz) 통신Terahertz (THz) communication

데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다. 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역 에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다.. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다. The data rate can be increased by increasing the bandwidth. This can be done using sub-THz communication with wide bandwidth and applying advanced massive MIMO technology. THz waves, also known as submillimeter radiation, typically represent a frequency band between 0.1 THz and 10 THz with corresponding wavelengths in the range of 0.03 mm-3 mm. The 100 GHz-300 GHz band range (sub THz band) is considered a major part of the THz band for cellular communications. 6G cellular communication capacity increases when added to the sub-THz band mmWave band. Of the defined THz bands, 300 GHz-3 THz is in the far-infrared (IR) frequency band. The 300 GHz-3 THz band is part of the broad band, but is at the border of the wide band, just behind the RF band. Thus, this 300 GHz-3 THz band exhibits similarities to RF.

도 12는 전자기 스펙트럼의 일례를 나타낸다.12 shows an example of an electromagnetic spectrum.

THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.The main characteristics of THz communications include (i) widely available bandwidth to support very high data rates, and (ii) high path loss at high frequencies (highly directional antennas are indispensable). The narrow beamwidth produced by the highly directional antenna reduces interference. The small wavelength of the THz signal allows a much larger number of antenna elements to be incorporated into devices and BSs operating in this band. This enables advanced adaptive array technology to overcome range limitations.

광 무선 기술 (Optical wireless technology)Optical wireless technology

OWC 기술은 가능한 모든 장치-대-액세스 네트워크를 위한 RF 기반 통신 외에도 6G 통신을 위해 계획되었다. 이러한 네트워크는 네트워크-대-백홀/프론트홀 네트워크 연결에 접속한다. OWC 기술은 4G 통신 시스템 이후 이미 사용되고 있으나 6G 통신 시스템의 요구를 충족시키기 위해 더 널리 사용될 것이다. 광 충실도(light fidelity), 가시광 통신, 광 카메라 통신 및 광 대역에 기초한 FSO 통신과 같은 OWC 기술은 이미 잘 알려진 기술이다. 광 무선 기술 기반의 통신은 매우 높은 데이터 속도, 낮은 지연 시간 및 안전한 통신을 제공할 수 있다. LiDAR 또한 광 대역을 기반으로 6G 통신에서 초 고해상도 3D 매핑을 위해 이용될 수 있다.OWC technology is intended for 6G communications in addition to RF-based communications for all possible device-to-access networks. These networks access network-to-backhaul/fronthaul network connections. OWC technology is already in use after the 4G communication system, but will be more widely used to meet the needs of the 6G communication system. OWC technologies such as light fidelity, visible light communication, optical camera communication, and FSO communication based on a wide band are already well-known technologies. Communications based on optical wireless technology can provide very high data rates, low latency and secure communications. LiDAR can also be used for ultra-high resolution 3D mapping in 6G communication based on broadband.

FSO 백홀 네트워크FSO backhaul network

FSO 시스템의 송신기 및 수신기 특성은 광섬유 네트워크의 특성과 유사하다. 따라서, FSO 시스템의 데이터 전송은 광섬유 시스템과 비슷하다. 따라서, FSO는 광섬유 네트워크와 함께 6G 시스템에서 백홀 연결을 제공하는 좋은 기술이 될 수 있다. FSO를 사용하면, 10,000km 이상의 거리에서도 매우 장거리 통신이 가능하다. FSO는 바다, 우주, 수중, 고립된 섬과 같은 원격 및 비원격 지역을 위한 대용량 백홀 연결을 지원한다. FSO는 셀룰러 BS 연결도 지원한다.The transmitter and receiver characteristics of an FSO system are similar to those of a fiber optic network. Thus, data transmission in FSO systems is similar to fiber optic systems. Therefore, FSO can be a good technology to provide backhaul connectivity in 6G systems along with fiber optic networks. With FSO, very long-distance communication is possible even at a distance of 10,000 km or more. FSO supports high-capacity backhaul connectivity for remote and non-remote locations such as ocean, space, underwater and isolated islands. FSO also supports cellular BS connections.

대규모 MIMO 기술Massive MIMO technology

스펙트럼 효율을 향상시키는 핵심 기술 중 하나는 MIMO 기술을 적용하는 것이다. MIMO 기술이 향상되면 스펙트럼 효율도 향상된다. 따라서, 6G 시스템에서 대규모 MIMO 기술이 중요할 것이다. MIMO 기술은 다중 경로를 이용하기 때문에 데이터 신호가 하나 이상의 경로로 전송될 수 있도록 다중화 기술 및 THz 대역에 적합한 빔 생성 및 운영 기술도 중요하게 고려되어야 한다.One of the key technologies to improve spectral efficiency is to apply MIMO technology. As MIMO technology improves, so does the spectral efficiency. Therefore, massive MIMO technology will be important in 6G systems. Since MIMO technology uses multiple paths, multiplexing technology and beam generation and operation technology suitable for the THz band must be considered as important so that data signals can be transmitted through more than one path.

블록 체인block chain

블록 체인은 미래의 통신 시스템에서 대량의 데이터를 관리하는 중요한 기술이 될 것이다. 블록 체인은 분산 원장 기술의 한 형태로서, 분산 원장은 수많은 노드 또는 컴퓨팅 장치에 분산되어 있는 데이터베이스이다. 각 노드는 동일한 원장 사본을 복제하고 저장한다. 블록 체인은 P2P 네트워크로 관리된다. 중앙 집중식 기관이나 서버에서 관리하지 않고 존재할 수 있다. 블록 체인의 데이터는 함께 수집되어 블록으로 구성된다. 블록은 서로 연결되고 암호화를 사용하여 보호된다. 블록 체인은 본질적으로 향상된 상호 운용성(interoperability), 보안, 개인 정보 보호, 안정성 및 확장성을 통해 대규모 IoT를 완벽하게 보완한다. 따라서, 블록 체인 기술은 장치 간 상호 운용성, 대용량 데이터 추적성, 다른 IoT 시스템의 자율적 상호 작용 및 6G 통신 시스템의 대규모 연결 안정성과 같은 여러 기능을 제공한다.Blockchain will be an important technology for managing large amounts of data in future communication systems. Blockchain is a form of distributed ledger technology, where a distributed ledger is a database that is distributed across numerous nodes or computing devices. Each node replicates and stores an identical copy of the ledger. Blockchain is managed as a peer-to-peer network. It can exist without being managed by a centralized authority or server. Data on a blockchain is collected together and organized into blocks. Blocks are linked together and protected using cryptography. Blockchain is the perfect complement to the IoT at scale with inherently improved interoperability, security, privacy, reliability and scalability. Thus, blockchain technology provides multiple capabilities such as interoperability between devices, traceability of large amounts of data, autonomous interaction of other IoT systems, and large-scale connection reliability in 6G communication systems.

3D 네트워킹3D Networking

6G 시스템은 지상 및 공중 네트워크를 통합하여 수직 확장의 사용자 통신을 지원한다. 3D BS는 저궤도 위성 및 UAV를 통해 제공될 것이다. 고도 및 관련 자유도 측면에서 새로운 차원을 추가하면 3D 연결이 기존 2D 네트워크와 상당히 다르다.The 6G system integrates terrestrial and air networks to support vertical expansion of user communications. 3D BS will be provided via low-orbit satellites and UAVs. Adding a new dimension in terms of height and related degrees of freedom makes 3D connections quite different from traditional 2D networks.

양자 커뮤니케이션quantum communication

6G 네트워크의 맥락에서 네트워크의 감독되지 않은 강화 학습이 유망하다. 지도 학습 방식은 6G에서 생성된 방대한 양의 데이터에 레이블을 지정할 수 없다. 비지도 학습에는 라벨링이 필요하지 않다. 따라서, 이 기술은 복잡한 네트워크의 표현을 자율적으로 구축하는 데 사용할 수 있다. 강화 학습과 비지도 학습을 결합하면 진정한 자율적인 방식으로 네트워크를 운영할 수 있다.In the context of 6G networks, unsupervised reinforcement learning of networks is promising. Supervised learning approaches cannot label the vast amount of data generated by 6G. Labeling is not required in unsupervised learning. Thus, this technique can be used to autonomously build representations of complex networks. Combining reinforcement learning and unsupervised learning allows networks to operate in a truly autonomous way.

무인 항공기drone

UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 또는 드론은 6G 무선 통신에서 중요한 요소가 될 것이다. 대부분의 경우, UAV 기술을 사용하여 고속 데이터 무선 연결이 제공된다. BS 엔티티는 셀룰러 연결을 제공하기 위해 UAV에 설치된다. UAV는 쉬운 배치, 강력한 가시선 링크 및 이동성이 제어되는 자유도와 같은 고정 BS 인프라에서 볼 수 없는 특정 기능을 가지고 있다. 천재 지변 등의 긴급 상황 동안, 지상 통신 인프라의 배치는 경제적으로 실현 가능하지 않으며, 때로는 휘발성 환경에서 서비스를 제공할 수 없다. UAV는 이러한 상황을 쉽게 처리할 수 있다. UAV는 무선 통신 분야의 새로운 패러다임이 될 것이다. 이 기술은 eMBB, URLLC 및 mMTC 인 무선 네트워크의 세 가지 기본 요구 사항을 용이하게 한다. UAV는 또한, 네트워크 연결성 향상, 화재 감지, 재난 응급 서비스, 보안 및 감시, 오염 모니터링, 주차 모니터링, 사고 모니터링 등과 같은 여러 가지 목적을 지원할 수 있다. 따라서, UAV 기술은 6G 통신에 가장 중요한 기술 중 하나로 인식되고 있다.Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) or drones will be an important element in 6G wireless communications. In most cases, high-speed data wireless connectivity is provided using UAV technology. BS entities are installed on UAVs to provide cellular connectivity. UAVs have certain features not found in fixed BS infrastructures, such as easy deployment, strong line-of-sight links, and degrees of freedom with controlled mobility. During emergencies, such as natural disasters, deployment of terrestrial communications infrastructure is not economically feasible and cannot provide services in sometimes volatile environments. UAVs can easily handle this situation. UAVs will become a new paradigm in the field of wireless communication. This technology facilitates three basic requirements of a wireless network: eMBB, URLLC and mMTC. UAVs can also support multiple purposes, such as improving network connectivity, fire detection, disaster emergency services, security and surveillance, pollution monitoring, parking monitoring, accident monitoring, and more. Therefore, UAV technology is recognized as one of the most important technologies for 6G communication.

셀-프리 통신(Cell-free Communication)Cell-free Communication

여러 주파수와 이기종 통신 기술의 긴밀한 통합은 6G 시스템에서 매우 중요하다. 결과적으로, 사용자는 디바이스에서 어떤 수동 구성을 만들 필요 없이 네트워크에서 다른 네트워크로 원활하게 이동할 수 있다. 사용 가능한 통신 기술에서 최상의 네트워크가 자동으로 선택된다. 이것은 무선 통신에서 셀 개념의 한계를 깨뜨릴 것이다. 현재, 하나의 셀에서 다른 셀로의 사용자 이동은 고밀도 네트워크에서 너무 많은 핸드 오버를 야기하고, 핸드 오버 실패, 핸드 오버 지연, 데이터 손실 및 핑퐁 효과를 야기한다. 6G 셀-프리 통신은 이 모든 것을 극복하고 더 나은 QoS를 제공할 것이다. 셀-프리 통신은 멀티 커넥티비티 및 멀티-티어 하이브리드 기술과 장치의 서로 다른 이기종 라디오를 통해 달성될 것이다.The tight integration of multiple frequencies and heterogeneous communication technologies is critical for 6G systems. As a result, users can seamlessly move from one network to another without having to make any manual configuration on the device. The best network is automatically selected from available communication technologies. This will break the limitations of the cell concept in wireless communication. Currently, user movement from one cell to another causes too many handovers in high-density networks, resulting in handover failures, handover delays, data loss and ping-pong effects. 6G cell-free communication will overcome all of this and provide better QoS. Cell-free communication will be achieved through multi-connectivity and multi-tier hybrid technologies and different heterogeneous radios of devices.

무선 정보 및 에너지 전송 통합Integration of wireless information and energy transmission

WIET은 무선 통신 시스템과 같이 동일한 필드와 웨이브(wave)를 사용한다. 특히, 센서와 스마트폰은 통신 중 무선 전력 전송을 사용하여 충전될 것이다. WIET은 배터리 충전 무선 시스템의 수명을 연장하기 위한 유망한 기술이다. 따라서, 배터리가 없는 장치는 6G 통신에서 지원될 것이다.WIET uses the same fields and waves as wireless communication systems. In particular, sensors and smartphones will be charged using wireless power transfer during communication. WIET is a promising technology for extending the lifetime of battery charging wireless systems. Thus, battery-less devices will be supported in 6G communications.

센싱과 커뮤니케이션의 통합Integration of sensing and communication

자율 무선 네트워크는 동적으로 변화하는 환경 상태를 지속적으로 감지하고 서로 다른 노드간에 정보를 교환할 수 있는 기능이다. 6G에서, 감지는 자율 시스템을 지원하기 위해 통신과 긴밀하게 통합될 것이다.Autonomous radio networks are capable of continuously sensing dynamically changing environmental conditions and exchanging information between different nodes. In 6G, sensing will be tightly integrated with communications to support autonomous systems.

액세스 백홀 네트워크의 통합Integration of access backhaul networks

6G에서 액세스 네트워크의 밀도는 엄청날 것이다. 각 액세스 네트워크는 광섬유와 FSO 네트워크와 같은 백홀 연결로 연결된다. 매우 많은 수의 액세스 네트워크들에 대처하기 위해, 액세스 및 백홀 네트워크 사이에 긴밀한 통합이 있을 것이다.In 6G, the density of access networks will be enormous. Each access network is connected by fiber and backhaul connections such as FSO networks. To cope with the very large number of access networks, there will be tight integration between access and backhaul networks.

홀로그램 빔 포밍Holographic Beamforming

빔 포밍은 특정 방향으로 무선 신호를 전송하기 위해 안테나 배열을 조정하는 신호 처리 절차이다. 스마트 안테나 또는 진보된 안테나 시스템의 하위 집합이다. 빔 포밍 기술은 높은 호 대잡음비, 간섭 방지 및 거부, 높은 네트워크 효율과 같은 몇 가지 장점이 있다. 홀로그램 빔 포밍 (HBF)은 소프트웨어-정의된 안테나를 사용하기 때문에 MIMO 시스템과 상당히 다른 새로운 빔 포밍 방법이다. HBF는 6G에서 다중 안테나 통신 장치에서 신호의 효율적이고 유연한 전송 및 수신을 위해 매우 효과적인 접근 방식이 될 것이다.Beamforming is a signal processing procedure that adjusts an antenna array to transmit radio signals in a specific direction. A subset of smart antennas or advanced antenna systems. Beamforming technology has several advantages such as high call-to-noise ratio, interference avoidance and rejection, and high network efficiency. Hologram beamforming (HBF) is a new beamforming method that differs significantly from MIMO systems because it uses software-defined antennas. HBF will be a very effective approach for efficient and flexible transmission and reception of signals in multi-antenna communication devices in 6G.

빅 데이터 분석big data analytics

빅 데이터 분석은 다양한 대규모 데이터 세트 또는 빅 데이터를 분석하기 위한 복잡한 프로세스이다. 이 프로세스는 숨겨진 데이터, 알 수 없는 상관 관계 및 고객 성향과 같은 정보를 찾아 완벽한 데이터 관리를 보장한다. 빅 데이터는 비디오, 소셜 네트워크, 이미지 및 센서와 같은 다양한 소스에서 수집된다. 이 기술은 6G 시스템에서 방대한 데이터를 처리하는 데 널리 사용된다.Big data analysis is a complex process for analyzing various large data sets or big data. This process ensures complete data management by finding information such as hidden data, unknown correlations and customer preferences. Big data is collected from various sources such as videos, social networks, images and sensors. This technology is widely used to process massive data in 6G systems.

Large Intelligent Surface(LIS)Large Intelligent Surface (LIS)

THz 대역 신호의 경우 직진성이 강하여 방해물로 인한 음영 지역이 많이 생길 수 있는데, 이러한 음영 지역 근처에 LIS 설치함으로써 통신 권역을 확대하고 통신 안정성 강화 및 추가적인 부가 서비스가 가능한 LIS 기술이 중요하게 된다. LIS는 전자기 물질(electromagnetic materials)로 만들어진 인공 표면(artificial surface)이고, 들어오는 무선파와 나가는 무선파의 전파(propagation)를 변경시킬 수 있다. LIS는 massive MIMO의 확장으로 보여질 수 있으나, massive MIMO와 서로 다른 array 구조 및 동작 메커니즘이 다르다. 또한, LIS는 수동 엘리먼트(passive elements)를 가진 재구성 가능한 리플렉터(reflector)로서 동작하는 점 즉, 활성(active) RF chain을 사용하지 않고 신호를 수동적으로만 반사(reflect)하는 점에서 낮은 전력 소비를 가지는 장점이 있다. 또한, LIS의 수동적인 리플렉터 각각은 입사되는 신호의 위상 편이를 독립적으로 조절해야 하기 때문에, 무선 통신 채널에 유리할 수 있다. LIS 컨트롤러를 통해 위상 편이를 적절히 조절함으로써, 반사된 신호는 수신된 신호 전력을 부스트(boost)하기 위해 타겟 수신기에서 모여질 수 있다.In the case of THz band signals, there may be many shadow areas due to obstructions due to strong linearity. By installing LIS near these shadow areas, LIS technology that expands the communication area, strengthens communication stability, and provides additional additional services becomes important. An LIS is an artificial surface made of electromagnetic materials and can change the propagation of incoming and outgoing radio waves. LIS can be seen as an extension of massive MIMO, but its array structure and operating mechanism are different from massive MIMO. LIS also has low power consumption in that it operates as a reconfigurable reflector with passive elements, i.e. it only passively reflects signals without using an active RF chain. There are advantages to having In addition, since each passive reflector of the LIS must independently adjust the phase shift of an incident signal, it may be advantageous for a wireless communication channel. By properly adjusting the phase shift through the LIS controller, the reflected signal can be collected at the target receiver to boost the received signal power.

<테라헤르츠(THz) 무선통신 일반><General terahertz (THz) wireless communication>

THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다. 또한, THz파의 광자 에너지는 수 meV에 불과하기 때문에 인체에 무해한 특성이 있다. THz 무선통신에 이용될 것으로 기대되는 주파수 대역은 공기 중 분자 흡수에 의한 전파 손실이 작은 D-밴드(110GHz~170GHz) 혹은 H-밴드(220GHz~325GHz) 대역일 수 있다. THz 무선통신에 대한 표준화 논의는 3GPP 이외에도 IEEE 802.15 THz working group을 중심으로 논의되고 있으며, IEEE 802.15의 Task Group (TG3d, TG3e)에서 발행되는 표준문서는 본 명세서에서 설명되는 내용을 구체화하거나 보충할 수 있다. THz 무선통신은 무선 인식(wireless cognition), 센싱(sensing), 이미징(imaging), 무선 통신(wireless), THz 네비게이션(navigation) 등에 응용될 수 있다. THz wireless communication uses wireless communication using THz waves having a frequency of approximately 0.1 to 10 THz (1THz = 10 12 Hz), and refers to terahertz (THz) band wireless communication using a very high carrier frequency of 100 GHz or more. can THz waves are located between RF (Radio Frequency)/millimeter (mm) and infrared bands, and (i) transmit non-metal/non-polarizable materials better than visible light/infrared rays, and have a shorter wavelength than RF/millimeter waves and have high straightness. Beam focusing may be possible. In addition, since the photon energy of the THz wave is only a few meV, it is harmless to the human body. A frequency band expected to be used for THz wireless communication may be a D-band (110 GHz to 170 GHz) or H-band (220 GHz to 325 GHz) band with low propagation loss due to molecular absorption in the air. Standardization discussions on THz wireless communication are being discussed centering on the IEEE 802.15 THz working group in addition to 3GPP, and standard documents issued by the IEEE 802.15 Task Group (TG3d, TG3e) can specify or supplement the content described in this specification. there is. THz wireless communication may be applied to wireless cognition, sensing, imaging, wireless communication, THz navigation, and the like.

도 13은 THz 통신 응용의 일례를 나타낸 도이다.13 is a diagram showing an example of a THz communication application.

도 13에 도시된 바와 같이, THz 무선통신 시나리오는 매크로 네트워크(macro network), 마이크로 네트워크(micro network), 나노스케일 네트워크(nanoscale network)로 분류될 수 있다. 매크로 네트워크에서 THz 무선통신은 vehicle-to-vehicle 연결 및 backhaul/fronthaul 연결에 응용될 수 있다. 마이크로 네트워크에서 THz 무선통신은 인도어 스몰 셀(small cell), 데이터 센터에서 무선 연결과 같은 고정된 point-to-point 또는 multi-point 연결, 키오스크 다운로딩과 같은 근거리 통신(near-field communication)에 응용될 수 있다.As shown in FIG. 13, THz wireless communication scenarios can be classified into macro networks, micro networks, and nanoscale networks. In macro networks, THz wireless communication can be applied to vehicle-to-vehicle connections and backhaul/fronthaul connections. In micro networks, THz wireless communication is applied to indoor small cells, fixed point-to-point or multi-point connections such as wireless connections in data centers, and near-field communication such as kiosk downloading. It can be.

아래 표 2는 THz 파에서 이용될 수 있는 기술의 일례를 나타낸 표이다.Table 2 below is a table showing an example of a technique that can be used in THz waves.

Transceivers DeviceTransceivers Device Available immature: UTC-PD, RTD and SBDAvailable immature: UTC-PD, RTD and SBD Modulation and codingModulation and coding Low order modulation techniques (OOK, QPSK), LDPC, Reed Soloman, Hamming, Polar, TurboLow order modulation techniques (OOK, QPSK), LDPC, Reed Soloman, Hamming, Polar, Turbo AntennaAntenna Omni and Directional, phased array with low number of antenna elementsOmni and Directional, phased array with low number of antenna elements BandwidthBandwidth 69GHz (or 23 GHz) at 300GHz69GHz (or 23GHz) at 300GHz Channel modelsChannel models PartiallyPartially Data rateData rate 100Gbps100 Gbps Outdoor deploymentoutdoor deployment NoNo Free space lossFree space loss HighHigh CoverageCoverage LowLow Radio MeasurementsRadio Measurements 300GHz indoor300GHz indoor Device sizeDevice size Few micrometersFew micrometers

THz 무선통신은 THz 발생 및 수신을 위한 방법을 기준으로 분류할 수 있다. THz 발생 방법은 광 소자 또는 전자소자 기반 기술로 분류할 수 있다. 도 14는 전자소자 기반 THz 무선통신 송수신기의 일례를 나타낸 도이다.전자 소자를 이용하여 THz를 발생시키는 방법은 공명 터널링 다이오드(RTD: Resonant Tunneling Diode)와 같은 반도체 소자를 이용하는 방법, 국부 발진기와 체배기를 이용하는 방법, 화합물 반도체 HEMT(High Electron Mobility Transistor) 기반의 집적회로를 이용한 MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) 방법, Si-CMOS 기반의 집적회로를 이용하는 방법 등이 있다. 도 14의 경우, 주파수를 높이기 위해 체배기(doubler, tripler, multiplier)가 적용되었고, 서브하모닉 믹서를 지나 안테나에 의해 방사된다. THz 대역은 높은 주파수를 형성하므로, 체배기가 필수적이다. 여기서, 체배기는 입력 대비 N배의 출력 주파수를 갖게 하는 회로이며, 원하는 하모닉 주파수에 정합시키고, 나머지 모든 주파수는 걸러낸다. 그리고, 도 14의 안테나에 배열 안테나 등이 적용되어 빔포밍이 구현될 수도 있다. 도 14에서, IF는 중간 주파수(intermediate frequency)를 나타내며, tripler, multipler는 체배기를 나타내며, PA 전력 증폭기(Power Amplifier)를 나타내며, LNA는 저잡음 증폭기(low noise amplifier), PLL은 위상동기회로(Phase-Locked Loop)를 나타낸다. 도 15는 광 소자 기반 THz 신호를 생성하는 방법의 일례를 나타낸 도이며, 도 16은 광 소자 기반 THz 무선통신 송수신기의 일례를 나타낸 도이다.THz wireless communication can be classified based on the method for generating and receiving THz. The THz generation method can be classified as an optical device or an electronic device based technology. 14 is a diagram showing an example of an electronic device-based THz wireless communication transceiver. A method of generating THz using an electronic device includes a method using a semiconductor device such as a resonant tunneling diode (RTD), a local oscillator, and a multiplier. There are a method using a method using a compound semiconductor HEMT (High Electron Mobility Transistor) based integrated circuit, an MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) method using a compound semiconductor HEMT (High Electron Mobility Transistor) based integrated circuit, and a method using a Si-CMOS based integrated circuit. In the case of FIG. 14, a doubler, a tripler, or a multiplier is applied to increase the frequency, and the signal is radiated by the antenna after passing through the subharmonic mixer. Since the THz band forms high frequencies, a multiplier is essential. Here, the multiplier is a circuit that makes the output frequency N times greater than the input, matches the desired harmonic frequency, and filters out all other frequencies. In addition, beamforming may be implemented by applying an array antenna or the like to the antenna of FIG. 14 . 14, IF denotes an intermediate frequency, tripler and multipler denote a multiplier, PA denotes a power amplifier, LNA denotes a low noise amplifier, and PLL denotes a phase-locked circuit (Phase -Locked Loop). 15 is a diagram illustrating an example of a method for generating a THz signal based on an optical device, and FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a THz wireless communication transceiver based on an optical device.

광 소자 기반 THz 무선통신 기술은 광소자를 이용하여 THz 신호를 발생 및 변조하는 방법을 말한다. 광 소자 기반 THz 신호 생성 기술은 레이저와 광변조기 등을 이용하여 초고속 광신호를 생성하고, 이를 초고속 광검출기를 이용하여 THz 신호로 변환하는 기술이다. 이 기술은 전자 소자만을 이용하는 기술에 비해 주파수를 증가시키기가 용이하고, 높은 전력의 신호 생성이 가능하며, 넓은 주파수 대역에서 평탄한 응답 특성을 얻을 수 있다. 광소자 기반 THz 신호 생성을 위해서는 도 15에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드, 광대역 광변조기, 초고속 광검출기가 필요하다. 도 15의 경우, 파장이 다른 두 레이저의 빛 신호를 합파하여 레이저 간의 파장 차이에 해당하는 THz 신호를 생성하는 것이다. 도 15에서, 광 커플러(Optical Coupler)는 회로 또는 시스템 간의 전기적 절연과의 결합을 제공하기 위해 광파를 사용하여 전기신호를 전송하도록 하는 반도체 디바이스를 의미하며, UTC-PD(Uni-Travelling Carrier Photo-Detector)은 광 검출기의 하나로서, 능동 캐리어(active carrier)로 전자를 사용하며 밴드갭 그레이딩(Bandgap Grading)으로 전자의 이동 시간을 감소시킨 소자이다. UTC-PD는 150GHz 이상에서 광검출이 가능하다. 도 16에서, EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)는 어븀이 첨가된 광섬유 증폭기를 나타내며, PD(Photo Detector)는 광신호를 전기신호로 변환할 수 있는 반도체 디바이스를 나타내며, OSA는 각종 광통신 기능(광전 변환, 전광 변환 등)을 하나의 부품으로 모듈화시킨 광모듈(Optical Sub Aassembly)을 나타내며, DSO는 디지털 스토리지 오실로스코프(digital storage oscilloscope)를 나타낸다.Optical device-based THz wireless communication technology refers to a method of generating and modulating a THz signal using an optical device. An optical element-based THz signal generation technology is a technology that generates an ultra-high speed optical signal using a laser and an optical modulator and converts it into a THz signal using an ultra-high speed photodetector. Compared to a technique using only an electronic device, this technique can easily increase the frequency, generate a high-power signal, and obtain a flat response characteristic in a wide frequency band. As shown in FIG. 15, a laser diode, a broadband light modulator, and a high-speed photodetector are required to generate a THz signal based on an optical device. In the case of FIG. 15 , a THz signal corresponding to a wavelength difference between the lasers is generated by multiplexing light signals of two lasers having different wavelengths. In FIG. 15, an optical coupler refers to a semiconductor device that transmits an electrical signal using light waves in order to provide electrical isolation and coupling between circuits or systems, and UTC-PD (Uni-Traveling Carrier Photo- Detector is one of the photodetectors, which uses electrons as active carriers and reduces the movement time of electrons through bandgap grading. UTC-PD is capable of photodetection above 150 GHz. 16, EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) represents an erbium-added optical fiber amplifier, PD (Photo Detector) represents a semiconductor device capable of converting an optical signal into an electrical signal, and OSA represents various optical communication functions (photoelectric conversion, electric light conversion, etc.) represents an optical module (Optical Sub Assembly) that is modularized into one component, and DSO represents a digital storage oscilloscope.

도 17 및 도 18을 참조하여 광전 변환기(또는 광전 컨버터)의 구조를 설명한다. 도 17은 광자 소스(Photonic source) 기반 송신기의 구조를 예시하며, 도 18은 광 변조기(Optical modulator)의 구조를 예시한다.The structure of the photoelectric converter (or photoelectric converter) will be described with reference to FIGS. 17 and 18 . 17 illustrates a structure of a photonic source-based transmitter, and FIG. 18 illustrates a structure of an optical modulator.

일반적으로 레이저(Laser)의 광학 소스(Optical source)를 광파 가이드(Optical wave guide)를 통과시켜 신호의 위상(phase)등을 변화시킬 수 있다. 이때, 마이크로파 컨택트(Microwave contact) 등을 통해 전기적 특성을 변화시킴으로써 데이터를 싣게 된다. 따라서, 광학 변조기 출력(Optical modulator output)은 변조된(modulated) 형태의 파형으로 형성된다. 광전 변조기(O/E converter)는 비선형 크리스탈(nonlinear crystal)에 의한 광학 정류(optical rectification) 동작, 광전도 안테나(photoconductive antenna)에 의한 광전 변환(O/E conversion), 광속의 전자 다발(bunch of relativistic electrons)로부터의 방출(emission) 등에 따라 THz 펄스를 생성할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 발생한 테라헤르츠 펄스(THz pulse)는 펨토 세컨드(femto second)부터 피코 세컨드(pico second)의 단위의 길이를 가질 수 있다. 광전 변환기(O/E converter)는 소자의 비선형성(non-linearity)을 이용하여, 하향 변환(Down conversion)을 수행한다. In general, a phase or the like of a signal may be changed by passing an optical source of a laser through an optical wave guide. At this time, data is loaded by changing electrical characteristics through a microwave contact or the like. Accordingly, the optical modulator output is formed as a modulated waveform. A photoelectric modulator (O/E converter) is an optical rectification operation by a nonlinear crystal, an O/E conversion by a photoconductive antenna, and a bundle of electrons in light flux. THz pulses can be generated according to emission from relativistic electrons, etc. A THz pulse generated in the above manner may have a unit length of femto second to pico second. An O/E converter uses non-linearity of a device to perform down conversion.

테라헤르츠 스펙트럼의 용도(THz spectrum usage)를 고려할 때, 테라헤르츠 시스템을 위해서 고정된(fixed) 또는 모바일 서비스(mobile service) 용도로써 여러 개의 연속적인 기가헤르츠(contiguous GHz)의 대역들(bands)을 사용할 가능성이 높다. 아웃도어(outdoor) 시나리오 기준에 의하면, 1THz까지의 스펙트럼에서 산소 감쇠(Oxygen attenuation) 10^2 dB/km를 기준으로 가용 대역폭(Bandwidth)이 분류될 수 있다. 이에 따라 상기 가용 대역폭이 여러 개의 밴드 청크(band chunk)들로 구성되는 프레임워크(framework)가 고려될 수 있다. 상기 프레임워크의 일 예시로 하나의 캐리어(carrier)에 대해 테라헤르츠 펄스(THz pulse)의 길이를 50ps로 설정한다면, 대역폭(BW)은 약 20GHz가 된다. Considering the THz spectrum usage, it is necessary to use several contiguous GHz bands for fixed or mobile service for terahertz systems. more likely to use According to outdoor scenario criteria, available bandwidth may be classified based on oxygen attenuation of 10^2 dB/km in a spectrum up to 1 THz. Accordingly, a framework in which the available bandwidth is composed of several band chunks may be considered. As an example of the framework, if the length of a THz pulse for one carrier is set to 50 ps, the bandwidth (BW) becomes about 20 GHz.

적외선 대역(IR band)에서 테라헤르츠 대역(THz band)으로의 효과적인 하향 변환(Down conversion)은 광전 컨버터(O/E converter)의 비선형성(nonlinearity)을 어떻게 활용하는가에 달려 있다. 즉, 원하는 테라헤르츠 대역(THz band)으로 하향 변환(down conversion)하기 위해서는 해당 테라헤르츠 대역(THz band)에 옮기기에 가장 이상적인 비선형성(non-linearity)을 갖는 광전 변환기(O/E converter)의 설계가 요구된다. 만일 타겟으로 하는 주파수 대역에 맞지 않는 광전 변환기(O/E converter)를 사용하는 경우, 해당 펄스(pulse)의 크기(amplitude), 위상(phase)에 대하여 오류(error)가 발생할 가능성이 높다. Effective down conversion from the IR band to the THz band depends on how to utilize the nonlinearity of the O/E converter. That is, in order to down-convert to the desired terahertz band (THz band), the photoelectric converter (O / E converter) having the most ideal non-linearity to move to the corresponding terahertz band (THz band) design is required. If an O/E converter that does not fit the target frequency band is used, there is a high possibility that an error will occur with respect to the amplitude and phase of the corresponding pulse.

단일 캐리어(single carrier) 시스템에서는 광전 변환기 1개를 이용하여 테라헤르츠 송수신 시스템이 구현될 수 있다. 채널 환경에 따라 달라지지만 멀리 캐리어(Multi carrier) 시스템에서는 캐리어 수만큼 광전 변환기가 요구될 수 있다. 특히 전술한 스펙트럼 용도와 관련된 계획에 따라 여러 개의 광대역들을 이용하는 멀티 캐리어 시스템인 경우, 그 현상이 두드러지게 될 것이다. 이와 관련하여 상기 멀티 캐리어 시스템을 위한 프레임 구조가 고려될 수 있다. 광전 변환기를 기반으로 하향 주파수 변환된 신호는 특정 자원 영역(예: 특정 프레임)에서 전송될 수 있다. 상기 특정 자원 영역의 주파수 영역은 복수의 청크(chunk)들을 포함할 수 있다. 각 청크(chunk)는 적어도 하나의 컴포넌트 캐리어(CC)로 구성될 수 있다.In a single carrier system, a terahertz transmission/reception system may be implemented using one photoelectric converter. Although it depends on the channel environment, as many photoelectric converters as the number of carriers may be required in a multi-carrier system. In particular, in the case of a multi-carrier system using several broadbands according to a plan related to the above-mentioned spectrum use, the phenomenon will be conspicuous. In this regard, a frame structure for the multi-carrier system may be considered. A signal down-frequency converted based on the photoelectric converter may be transmitted in a specific resource region (eg, a specific frame). The frequency domain of the specific resource domain may include a plurality of chunks. Each chunk may consist of at least one component carrier (CC).

이하 본 명세서에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 명세서는 양자 암호 통신(quantum secure communication) 기법 중 양자 키 분배(QKD) 시스템에서 양자 키를 교환한 후에 이루어지는 후처리 과정(QBER(quantum bit error rate)) 추정, 키 정보 오류 정정, 비밀성 증폭 과정으로 구성) 중 송수신부에서 공유된 선별된(sifted) 양자(quantum) 키(key)의 일치를 위한 오류 정정 과정인 IR(information reconciliation) 과정에서 양자 키 정보의 누설 정보량을 최소화하면서도 동시에 높은 처리율을 확보하는 방법에 관한 기법 및 장치를 다룬다.In this specification, post-processing (quantum bit error rate (QBER)) estimation, key information error correction, and confidentiality amplification after exchanging quantum keys in a quantum key distribution (QKD) system among quantum secure communication techniques In the information reconciliation (IR) process, which is an error correction process for matching sifted quantum keys shared by the transceiver, high throughput while minimizing the amount of leakage information of quantum key information deals with techniques and devices on how to secure

도 19는 양자 암호 통신의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.19 schematically illustrates an example of quantum cryptographic communication.

도 19에 따르면, QKD(quantum key distribution) 송신부(1910)는 QKD 수신부(1920)와 퍼블릭 채널(public channel) 및 양자 채널(quantum channel)로써 연결되어 통신을 수행할 수 있다.According to FIG. 19 , a quantum key distribution (QKD) transmitter 1910 may perform communication by being connected to a QKD receiver 1920 through a public channel and a quantum channel.

이때, QKD 송신부(1910)는 암호화기(1930)에게 비밀 키를 공급할 수 있으며, QKD 수신부(1920)도 복호화기(1940)에게 비밀 키를 공급할 수 있다. 여기서, 암호화기(1930)에는 플레인 텍스트(plain text)가 입력될 수 있으며, 암호화기(1930)는 복호화기(1940)와 (기존 통신망을 통해) 비밀 대칭 키로 암호화된 데이터를 전송할 수 있다. 아울러, 복호화기(1940)에도 플레인 텍스트가 출력될 수 있다.At this time, the QKD transmitter 1910 may supply the secret key to the encryptor 1930, and the QKD receiver 1920 may also supply the secret key to the decryptor 1940. Here, plain text may be input to the encryptor 1930, and the encryptor 1930 may transmit data encrypted with a secret symmetric key to the decryptor 1940 (through an existing communication network). In addition, plain text may also be output to the decoder 1940.

양자 암호 통신 시스템은 도 19와 같이 전송하고자 하는 정보와 양자 비밀 키 정보를 결합하여 정보를 암호화/복호화하는 부분과 이 때 사용하는 비밀 대칭 키 정보를 생성하는 양자 키 분배(QKD) 부분으로 구성된다. 비밀 대칭 키 생성을 위해 QKD 송수신부에서는 우선 양자 채널(channel)로 편광 또는 위상 코딩을 통해 생성한 양자 키 정보를 전송하여 키 정보를 공유한다. 그러나 이 과정에서 도청자의 존재, 구성 장치 및 양자 채널의 불완전성 등으로 송수신부 간의 공유 키 정보는 완벽하게 일치할 수 없다. 따라서 이를 보정하기 위한 후처리 과정이 반드시 필요하며, 공개 채널을 통해 후처리 과정을 수행한 후, 최종 비밀 대칭 키를 생성하고 이를 비밀키로 암호화기와 복호화기에 공급한다. 양자 암호 통신 기술의 후처리 과정은 크게 양자 키 정보의 오류율 추정 단계, 양자 키 오류 복원 단계, 비밀성 증폭 단계의 3 단계로 구성된다.As shown in FIG. 19, the quantum cryptographic communication system consists of a part that encrypts/decrypts information by combining information to be transmitted with quantum secret key information, and a quantum key distribution (QKD) part that generates secret symmetric key information used at this time. . To generate a secret symmetric key, the QKD transceiver first shares the key information by transmitting quantum key information generated through polarization or phase coding through a quantum channel. However, in this process, shared key information between transceivers cannot be perfectly matched due to the existence of an eavesdropper, component devices, and incompleteness of quantum channels. Therefore, a post-processing process to correct this is absolutely necessary, and after performing the post-processing process through an open channel, a final secret symmetric key is generated and supplied to the encryptor and decryptor as the secret key. The post-processing process of quantum cryptography communication technology is largely composed of three steps: the error rate estimation step of quantum key information, the quantum key error recovery step, and the secrecy amplification step.

본 명세서에서는 그 중 송수신부의 양자 키 정보를 일치 시키기 위한 IR(information reconciliation) 과정의 주요 2가지 문제점인 많은 양의 누설 정보 발생으로 인한 많은 키 정보 손실 문제와 낮은 처리율 문제를 다룬다. In this specification, two major problems of the IR (information reconciliation) process for matching quantum key information of the transceiver and receiver are dealt with, a large amount of key information loss due to the generation of a large amount of leaked information and a low throughput problem.

IR 과정에서는 송수신부의 양자 키 정보 일치를 위한 보정 과정에 필요한 추가 정보가 요구되며, 이 정보를 통해 오류 키 정보의 위치를 찾아서 보정한다. 그러나 오류 보정에 필요한 정보는 공개 채널을 통해 송수신부에서 주고 받게 되는데 공개 채널로 전송된 정보는 제 3자에 의한 도청이 가능하다. 그리고 이 때, 누설되는 정보량이 많을수록 키 정보의 도청 가능성은 증가한다. 이를 차단하기 위해 후처리 과정에서는 공개 채널로 공개된 정보의 양과 같은 양의 선별된(sifted) 키 정보를 폐기하며, 이를 통해 키 정보의 프라이버시(privacy)를 유지한다. 따라서, IR 과정에서 누설 정보량을 줄이는 것은 도청 위험성을 낮추는 동시에 선별된(sifted) 키의 손실 또한 감소시킬 수 있으므로 현재 양자 암호 통신 기술의 주요 문제점 중 하나인 키 정보 손실로 인한 낮은 키 레이트(rate) 문제를 개선할 수 있다. In the IR process, additional information necessary for the correction process for matching the quantum key information of the transceiver is required, and through this information, the location of the error key information is found and corrected. However, information necessary for error correction is exchanged between transceivers through an open channel, and information transmitted through an open channel can be intercepted by a third party. And at this time, as the amount of leaked information increases, the possibility of eavesdropping of key information increases. In order to block this, in the post-processing process, the same amount of sifted key information as the amount of information disclosed through the public channel is discarded, and through this, the privacy of the key information is maintained. Therefore, reducing the amount of leaked information in the IR process can reduce the risk of eavesdropping and at the same time reduce the loss of sifted keys. Low key rate due to key information loss, which is one of the main problems of current quantum cryptography communication technology problem can be improved.

또한 공개 채널을 통한 IR 과정에서 한번의 IR 과정을 통해 오류가 발생한 선별된(sifted) 키 정보의 보정을 완료할 수 없을 경우, 송수신부의 선별된(sifted) 키 정보가 완벽하게 일치할 때까지 공개 채널을 통해 오류 정정에 필요한 정보를 여러 번 반복해서 전송한다. 따라서 선별된(sifted) 키가 포함하고 있는 QBER이 높을수록 키 정보의 일치를 위해서는 더 많은 횟수의 공개 채널을 통한 정보 공유가 필요하므로 처리에 더 많은 시간이 소모된다. 따라서 한번의 IR 과정에서 최대한 정확하게 많은 오류를 정정할수록 공개 채널을 통해 정보를 주고 받는 횟수를 최소화할 수 있으므로 QKD 시스템의 낮은 처리율을 개선할 수 있다. In addition, if correction of the sifted key information in which an error occurred through one IR process cannot be completed during the IR process through the public channel, the sifted key information of the transceiver unit is disclosed until it is perfectly matched. The information required for error correction is repeatedly transmitted several times through the channel. Therefore, the higher the QBER included in the sifted key, the more time is consumed for processing because information sharing through public channels is required more times to match key information. Therefore, as many errors are corrected as accurately as possible in one IR process, the number of times of information exchange through an open channel can be minimized, thereby improving the low throughput of the QKD system.

관련하여 기존의 대표적인 3가지 IR 기법인 BBBSS, Cascade, Winnow 기법의 기본적인 구성 방법 및 위의 두 가지 관점과 연관된 문제점을 살펴보면 다음과 같다. In relation to this, the basic configuration method of three representative IR techniques, BBBSS, Cascade, and Winnow techniques, and problems related to the above two perspectives are as follows.

도 20은 BBBSS 기법을 통한 IR 과정의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.20 schematically illustrates an example of an IR process through the BBBSS technique.

우선 최초의 IR 기법인 BBBSS기법은 도 20과 같이 긴 길이의 선별된(sifted) 키 열을 일정 길이의 그룹 단위로 나누고, 이진 검색(binary search)를 통해 오류를 정정하는 2단계로 구성되며, 낮은 QBER에서 좋은 오류 정정 능력을 갖는 것으로 알려져 있다.First of all, the BBBSS technique, which is the first IR technique, consists of two steps of dividing a long sifted key string into groups of a certain length and correcting errors through binary search, as shown in FIG. It is known to have good error correction ability at low QBER.

BBBSS 기법의 세부 과정은 다음과 같이 진행된다.The detailed process of the BBBSS technique proceeds as follows.

(1) 송신부(Alice side)에서 선별된(sifted) 키 열을 일정한 길이의 그룹 단위로 나눈 후, 각 그룹의 패리티(parity) 정보를 수신부(Bob side)로 공개 채널을 통해 보낸다. (1) After dividing the sifted key sequence in the transmitter (Alice side) into groups of a certain length, parity information of each group is sent to the receiver (Bob side) through an open channel.

(2) 수신부에서도 선별된(sifted) 키 열을 송신부와 동일한 일정 길이의 그룹 단위로 나눈 후, 각 그룹의 패리티 정보를 계산한다. (2) The receiving unit also divides the sifted key sequence into groups having the same length as the transmitting unit, and calculates parity information for each group.

(3) 수신부에서는 송신부로부터 받은 패리티 정보와의 비교를 통해 각 그룹에서 홀수개의 오류 발생 유무를 결정한다. (3) The receiver determines whether an odd number of errors has occurred in each group through comparison with the parity information received from the transmitter.

(4) 오류가 발생한 것으로 결정된 그룹의 길이를 절반으로 나눈 후, 1 - 3의 과정을 반복 수행한다. 최종적으로 오류가 존재하는 것으로 결정된 그룹의 1비트 오류를 찾을 때까지 절반으로 그룹을 나누고 오류를 찾는 과정을 반복하며 최종 1비트 오류의 위치가 결정되면 그 값을 고친다.(4) After dividing the length of the group determined to have an error in half, steps 1 to 3 are repeated. Groups are divided into halves until the 1-bit error of the group finally determined to have an error is found, and the process of finding the error is repeated. When the position of the final 1-bit error is determined, the value is corrected.

그러나 BBBSS 기법은 QBER이 높아질수록, 급격히 오류 정정 능력이 나빠지는 문제가 존재한다. 이는 그룹 내에 짝수개의 오류가 존재할 가능성이 높아짐으로 인해 발생한다. BBBSS 기법에서 각 그룹의 패리티 비교로는 홀수개의 오류가 존재하는 경우만을 검출해낼 수 있다, 따라서 짝수개의 오류가 존재하는 그룹은 검출해내지 못하는데 QBER이 증가할수록 짝수개의 오류가 존재하는 그룹의 존재 가능성이 커지므로 BBBSS의 오류 정정 능력은 크게 저하된다.However, the BBBSS technique has a problem in that error correction capability rapidly deteriorates as the QBER increases. This occurs due to the increased probability that an even number of errors exist in a group. In the BBBSS technique, parity comparison of each group can detect only cases where an odd number of errors exist. Therefore, a group with an even number of errors cannot be detected. As QBER increases, the possibility of groups with an even number of errors exists As , the error correction capability of BBBSS is greatly reduced.

이를 해결하기 위하여 BBBSS의 개선 버전인 Cascade 기법이 등장하였으며 현재까지 관련 기술의 연구가 활발히 이루어지고 있다. Cascade 기법은 Shannon ‘s limit에 근접하는 오류정정 능력을 지닌 오류 정정 기법으로 높은 QBER에서도 뛰어난 오류정정 성능을 보인다. 이러한 오류 정정 파워(power)는 BBBSS와 달리 cascade 기법이 도 21과 같이 우선 첫 단계로 오류의 고른 분포를 위하여 무작위 치환(random permutation)을 수행한 후, 적절한 크기의 그룹 단위로 선별된(sifted) 키 열을 나누고 바이너리 서치 과정을 진행하는 것과 그 후에 기존의 오류 그룹 위치를 기억하고 있다가 일부 오류를 고친 후 다시 그 오류 그룹으로 가서 남은 오류를 고치는 트래이스 백(trace back) 과정의 추가로 인하여 발생한다.To solve this problem, the Cascade technique, an improved version of BBBSS, has emerged, and research on related technologies has been actively conducted. The Cascade technique is an error correction technique with an error correction capability close to Shannon's limit, and shows excellent error correction performance even at high QBER. Unlike BBBSS, the cascade technique performs random permutation for an even distribution of errors in the first step as shown in FIG. 21, and then selects in groups of appropriate sizes. Due to the addition of a traceback process that divides the key column and proceeds with a binary search process, and then remembers the location of the existing error group, fixes some errors, then goes back to the error group and fixes the remaining errors. Occurs.

도 21은 Cascade 기법을 통한 IR 과정의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.21 schematically illustrates an example of an IR process through the Cascade technique.

Cascade 기법은 위의 과정을 여러 번의 라운드(round)로 반복 수행하며 세부적인 오류 정정 과정은 다음과 같다. The Cascade technique repeats the above process in several rounds, and the detailed error correction process is as follows.

(1)송수신부의 선별된(sifted) 키 열의 오류가 고르게 분포될 수 있도록 무작위 치환(random permutation)한다.(1) Random permutation is performed so that the errors of the sifted key sequence of the transceiver can be evenly distributed.

(2)첫 라운드에서 송수신부의 키 열을 블록 사이즈(block size) k_1단위로 나누고 송신부에서는 각 그룹의 패리티 정보를 공개채널을 통해 수신부로 보낸다. (k_1의 크기는 QBER 추정(estimation)의 결과 p를 이용하여 구한다. k_1=0.73/p)(2) In the first round, the key sequence of the transmitter/receiver is divided into units of block size k_1, and the transmitter transmits the parity information of each group to the receiver through the public channel. (The size of k_1 is obtained using the result p of QBER estimation. k_1 = 0.73/p)

(3) 수신부는 수신부 패리티와 송신부의 패리티를 비교한 후 바이너리 서치 과정을 통해 각 그룹의 오류 비트를 고친다. 단, 이 때 오류 정정 후의 정보를 제거하지 않는다.(3) The receiving part compares the parity of the receiving part and the parity of the sending part, and then fixes the error bit of each group through a binary search process. However, at this time, information after error correction is not removed.

(4) 무작위 치환(random permutation)을 다시 수행하여 다음 라운드를 진행한다. 그룹의 길이를 2배로 늘린 후, 1 - 3의 과정을 반복한다.(4) Random permutation is performed again to proceed to the next round. After doubling the length of the group, repeat steps 1 - 3.

(5) 트래이스 백 과정을 수행하여 첫 번째 라운드의 가장 작은 그룹 사이즈에서부터 첫 번째 오류가 존재한 그룹 위치부터 남아있는 오류를 바이너리 서치를 통해 고친다. 트래이스 백 과정은 첫 번째 라운드부터 현재 라운드까지에서 오류가 존재하는 것으로 판정된 그룹의 위치를 저장한 후, 그곳에서만 수행한다.(5) By performing the traceback process, the remaining errors from the smallest group size of the first round to the group location where the first error exists are corrected through binary search. The traceback process is performed only there after storing the locations of groups determined to have errors from the first round to the current round.

(6)미리 설정된 최대 라운드에 도달할 경우, 기법을 종료한다. (6) When the preset maximum rounds are reached, the technique ends.

하지만 cascade 기법에서는 N 비트로 구성된 하나의 그룹에서 한 비트의 오류를 고치기 위하여 log_2(N)+1 비트(들)의 정보를 공개채널로 전송해야 하고, 이 과정을 여러 라운드에 걸쳐 반복하므로 IR 과정에서 누설되는 정보량이 많다. 또한 이 때 공개 채널로 제 3자에게 제공되는 정보의 양을 줄이기 위하여 송수신부에서는 모든 패리티 정보가 누설된 그룹에서 한 비트의 선별된(sifted) 키 정보를 버린다. 따라서 cascade를 이용한 IR 과정에서는 많은 선별된(sifted) 키 정보가 이 과정에서 사라지며 이로 인해 선별된(sifted) 키 레이트가 크게 저하된다. 그리고 매 라운드마다 오류 정정을 위한 패리티 정보 전송뿐만 아니라 무작위 치환(random permutation)과정의 난수 치환 정보를 송신부에 전송해야 하는 과정의 추가로 인해 공개 채널을 통한 정보 전송 횟수가 많다는 문제점이 존재한다.However, in the cascade technique, log_2(N)+1 bit(s) of information must be transmitted to the public channel to correct one bit error in one group composed of N bits, and this process is repeated over several rounds, so in the IR process A lot of leaked information. In addition, at this time, in order to reduce the amount of information provided to a third party through the public channel, the transmitter/receiver discards one bit of sifted key information from a group in which all parity information is leaked. Therefore, in the IR process using cascade, a lot of sifted key information disappears in this process, and as a result, the sifted key rate is greatly reduced. In addition, there is a problem in that the number of times of information transmission through the public channel is increased due to the addition of a process of transmitting not only parity information for error correction in each round but also random number substitution information in a random permutation process to the transmitter.

이를 개선하기 위하여 해밍 코드(Hamming code) 기반의 winnow 프로토콜(protocol)이 Buttler에 의해 제안되었다. 이 기법은 기존 cascade 기법에 비하여 송수신부에서 공개채널을 통한 추가 정보의 공유 횟수를 줄여 래이턴시(latency)를 낮출 수 있다는 장점을 가진다. 이는 기존 cascade 기법의 바이너리 서치 과정이 해밍 코드의 신드롬 기반의 오류 정정 과정으로 변환됨으로 인해 발생한다.To improve this, a Hamming code-based winnow protocol was proposed by Buttler. Compared to the conventional cascade technique, this technique has an advantage of lowering latency by reducing the number of sharing of additional information through an open channel in a transmitter/receiver unit. This occurs because the binary search process of the existing cascade technique is converted into the syndrome-based error correction process of Hamming code.

Winnow 기법을 이용한 세부 IR 과정은 아래와 같은 순서로 진행된다.The detailed IR process using the Winnow technique proceeds in the following order.

도 22는 Winnow 기법의 (1)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.22 schematically illustrates process (1) of the Winnow technique.

(1) 선별된(sifted) 키가 양자 채널을 통해 송수신부에 공유된 후, 수신부에서는 선별된(sifted) 키 열을 최소 단위의 그룹 길이인 b=8 비트(들)로 나누고 각 그룹의 패리티 값을 구한다. 그리고 수신부의 전체 그룹의 패리티 값을 공개 채널을 통해 송신부로 보낸다. (1) After the sifted key is shared to the transceiver through the quantum channel, the receiver divides the sifted key sequence into b = 8 bit(s), which is the minimum unit group length, and the parity of each group find a value Then, the parity values of the entire group of receivers are sent to the transmitter through the public channel.

도 23은 Winnow 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.23 schematically illustrates process (2) of the Winnow technique.

(2) 송신부에서는 수신부와 동일하게 그룹을 나눈 후, 각 그룹의 패리티 값을 구한다. 그 후 송수신부의 패리티 값을 비교하여 홀수개의 오류가 존재하는 그룹의 위치를 결정한다. 그리고 이 과정에서 누설된 정보로 인한 도청 가능성을 줄이기 위하여 송수신부의 모든 그룹의 마지막 비트를 제거한다.(2) In the transmitter, after dividing into groups in the same way as in the receiver, the parity value of each group is obtained. After that, parity values of the transmission/reception unit are compared to determine the location of a group having an odd number of errors. In this process, in order to reduce the possibility of eavesdropping due to leaked information, the last bit of all groups of the transceiver is removed.

도 24는 Winnow 기법의 (3)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.24 schematically illustrates process (3) of the Winnow technique.

(3)송신부에서는 오류 그룹으로 판정된 그룹에서 오류를 정정하기 위하여 미리 송수신부에서 공유한 패리티 체크 매트릭스(check matrix) H^m와 각 그룹 키 정보의 곱을 통해 신드롬을 구한 후, 송신부와 수신부의 신드롬이 일치하지 않는 오류 그룹 위치의 정보와 함께 공개채널을 통해 수신부로 전송한다.(3) In order to correct an error in a group determined to be an error group, the transmission unit obtains a syndrome by multiplying a parity check matrix H^m shared by the transmission and reception units in advance and each group key information, and then the transmission unit and the reception unit It is transmitted to the receiving unit through the public channel along with information on the error group location where the syndrome does not match.

도 25는 Winnow 기법의 (4)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.25 schematically illustrates process (4) of the Winnow technique.

(4) 수신부에서도 오류가 있는 것으로 판정된 그룹의 신드롬을 송신부와 동일한 패리티 체크 매트릭스로부터 구한 후, 송신부에서 보낸 동일 i번째 그룹의 신드롬의 차이인

Figure pct00001
를 통해 i번째 블록(block)의 오류 위치를 찾고 해당 비트의 값을 플립(flip)하여 오류를 정정한다. 이 때, 오류 정정을 수행할 비트의 위치는 패리티 체크 매트릭스의 각 콜롬(column) 중 S_d^i와 일치하는 콜롬(column)의 위치를 통해 얻어진다.(4) The difference between the syndromes of the i-th group sent by the transmitter after obtaining the syndrome of the group determined to have an error in the receiver from the same parity check matrix as that of the transmitter
Figure pct00001
Finds the error position of the ith block through and corrects the error by flipping the value of the corresponding bit. At this time, the position of the bit to perform error correction is obtained through the position of the column matching S_d^i among the columns of the parity check matrix.

이 때, 오류 정정이 이루어진 그룹에서는 그룹 오류 정정 과정에서 누설한 정보로 인한 제 3자의 도청 위험을 최소화하기 위하여 신드롬 정보량에 해당하는 선별된(sifted) 키의 비트 수를 추가로 폐기한다. At this time, in the error-corrected group, the number of bits of the sifted key corresponding to the amount of syndrome information is additionally discarded in order to minimize the risk of eavesdropping by a third party due to information leaked in the group error-correction process.

(5) 송신부에서는 공유된 선별된(sifted) 키 정보를 무작위 치환(random permutation) 한 후, 다음 라운드를 진행한다. 모든 송수신부의 패리티 비트가 모두 일치할 때까지 위의 과정을 반복 수행한다.(5) The transmission unit proceeds with the next round after random permutation of the shared sifted key information. The above process is repeated until parity bits of all transceivers match.

Winnow 기법에서는 cascade 기법과 달리 송수신부의 신드롬 비교를 통해 그룹 내의 1비트 오류를 고칠 수 있다. 따라서 QBER의 증가 또는 설정한 그룹 사이즈가 너무 클 경우, 그룹 내에 다중 오류가 존재할 가능성이 커지므로 이로 인해 오류 정정이 오류가 발생하지 않은 위치에서 수행되어 오류가 증폭되는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 오류 증폭으로 인해 증가된 오류를 고치기 위해서 더 많은 라운드의 IR 과정을 수행해야 한다. 또한 winnow 기법은 오류가 발생한 2^m 길이의 그룹 오류 정정을 위해서 m 비트(들)의 신드롬과 1 비트의 패리티 정보를 공개 채널로 공유해야 하므로 이 과정에서의 정보 노출로 인한 키 정보 도청 위험성을 줄이기 위하여 m+1 비트(들)의 키 정보를 이 과정에서 폐기해야 하므로 키 정보의 손실이 여전히 크다. 또한 이 기법은 해밍 코드의 패리티 체크 매트릭스 사용으로 인해 각 그룹의 사이즈를 2의 지수 승으로 고정해서 사용할 수 밖에 없어서 QBER에 따라 그룹 사이즈를 자유롭게 변화시킬 수 없다는 한계점을 가지며, 이로 인해 QBER의해 최적 길이로 추정된 그룹 길이가 2의 지수 승이 아닐 경우, 더 짧은 2의 지수 승 길이의 그룹 사이즈로 맞춘 후 IR 과정을 진행해야 하므로 누설 정보량을 불필요하게 증가시키는 문제가 발생할 수 있다. 마지막으로 이 기법에서는 하나의 그룹 내에 다중 오류가 포함된 경우가 존재한다면, 한번의 라운드로 그룹 내 모든 오류를 고치지 못하며, 새로운 라운드 시작시 오류의 고른 분포를 위해서 무작위 치환(random permutation) 과정을 수행한다. 따라서 매 라운드마다 난수 치환 정보를 수신부에서 송신부로 전송해야 하며, 이로 인해 IR 과정에 더 많은 시간이 소모된다.Unlike the cascade technique, the Winnow technique can correct 1-bit errors within a group through syndrome comparison of the transceiver. Therefore, if the QBER is increased or the set group size is too large, there is a high possibility that multiple errors exist in the group, which may cause error correction to be performed at a location where no errors occur, causing errors to be amplified. In this case, more rounds of the IR process must be performed to correct the increased error due to error amplification. In addition, the winnow technique needs to share m-bit(s) of syndrome and 1-bit parity information through an open channel to correct a 2^m-long group error in which an error occurs. Since key information of m+1 bit(s) must be discarded in this process to reduce, the loss of key information is still large. In addition, this technique has a limitation that the group size cannot be freely changed according to QBER because the size of each group must be fixed to the power of 2 due to the use of the parity check matrix of the Hamming code. If the group length estimated by is not an exponential power of 2, a problem of unnecessarily increasing the amount of leaked information may occur because the IR process must be performed after adjusting to a shorter group size of an exponential power of 2 length. Lastly, in this technique, if there are multiple errors in one group, one round cannot fix all the errors in the group, and a random permutation process is performed at the start of a new round to ensure an even distribution of errors. do. Therefore, random number substitution information needs to be transmitted from the receiving unit to the transmitting unit for each round, which consumes more time in the IR process.

본 명세서에서는 기존 양자 암호 통신의 후처리 과정 중 양자 키 정보의 오류 정정 과정인 IR(information reconciliation) 과정의 주요 프로토콜로 사용되고 있는 Cascade와 winnow 기법이 가지는 2가지 문제점인 오류 정정을 위해 공개 채널로 많은 추가 정보가 누설되는 되는 부분 및 많은 전송 횟수로 인해 처리율이 낮은 부분에 대한 개선 방법을 다룬다.In this specification, Cascade and winnow techniques, which are used as the main protocols of the IR (information reconciliation) process, which is an error correction process of quantum key information during the post-processing process of existing quantum cryptographic communication, have many problems as an open channel for error correction. We deal with the improvement method for the part where additional information is leaked and the part where the throughput is low due to the large number of transmissions.

누설 정보 및 전송 횟수 측면을 중심으로 기존 IR 기법이 가진 문제점을 분석해보면 다음과 같다.The problems of existing IR techniques are analyzed focusing on leakage information and the number of transmissions as follows.

단일 라운드 기준 기존 IR 기법의 문제점 분석:Analysis of the problems of existing IR techniques on a single round basis:

IR 과정에서는 오류가 난 그룹의 위치를 패리티 정보를 이용해서 찾고, 그 후 그 그룹 내에서 세부적인 오류 위치를 찾기 위한 바이너리 서치 또는 신드롬(syndrome) 비교 등의 과정에서 공개 채널을 통해 키 정보와 연관된 많은 추가 정보가 공개 채널을 통해 노출된다. 공개 채널로 공개된 정보는 제 3자에 의해 도청될 가능성이 항상 존재하므로 QKD 시스템에서는 키 정보의 보안성을 높이기 위하여 누설된 정보량과 동일한 양의 키 정보를 이 과정에서 폐기한다. 이로 인해 많은 키 정보가 IR 과정에서 제거되며 이는 궁극적으로 양자 키 정보의 키 레이트 저하 문제를 야기시킨다. In the IR process, the position of a group with an error is found using parity information, and thereafter, in a process such as binary search or syndrome comparison to find a detailed error position within the group, information related to key information is transmitted through an open channel. A lot of additional information is exposed through public channels. Since there is always a possibility that information disclosed through public channels may be eavesdropped by a third party, the QKD system discards the same amount of key information as the amount of leaked information in this process in order to increase the security of key information. As a result, a lot of key information is removed in the IR process, which ultimately causes a problem of lowering the key rate of quantum key information.

관련하여 기존 cascade와 winnow 기법의 단일 라운드 기준 누설 정보량은 다음과 같다.In relation to this, the amount of leakage information based on a single round of the existing cascade and winnow techniques is as follows.

먼저 Cascade 기법에서는 패리티 비교 과정과 바이너리 서치 과정에서 단일 라운드 기준의 누설 정보량은 다음 식과 같다. 단, 여기서의 누설 정보량은 트래이스 백 과정에서 누설되는 정보량은 제외한 수치이다.First, in the Cascade technique, the amount of leakage information based on a single round in the parity comparison process and the binary search process is as follows. However, the amount of leaked information here is a value excluding the amount of information leaked in the traceback process.

Figure pct00002
Figure pct00002

위 식의 파라미터 중 N은 전체 선별된(sifted) 키의 길이, k는 단일 그룹의 길이, p는 QBER을 나타내며, 위에서 제시한 cascade 기법의 누설 정보량의 도출 과정은 다음과 같다.Among the parameters in the above equation, N is the length of the entire sifted key, k is the length of a single group, and p is the QBER.

Proof)Proof)

전체 누설 정보량은 패리티 오류 그룹을 찾는 과정과 오류 그룹의 오류 위치를 찾는 과정에서의 누설 정보량으로 나누어진다. The total amount of leakage information is divided into the amount of leakage information in the process of finding a parity error group and the process of finding an error location of an error group.

우선, 패리티 오류 그룹을 찾는 과정에서 누설되는 비트 수는 전체 선별된(sifted) 키 열을 하나의 그룹 길이로 나누는 것과 같으므로 N/k 이다.First, the number of bits leaked in the process of finding a parity error group is N/k because it is equal to dividing the entire sifted key sequence into one group length.

다음으로 그룹 내 오류 위치를 찾는 바이너리 서치 과정에서의 누설 정보의 비트 수는 오류 정정이 가능한 오류 그룹의 개수와 각 그룹의 오류 위치를 찾는 바이너리 서치 과정에서 누설되는 패리티 정보의 곱으로 표현할 수 있다.Next, the number of bits of leakage information in the binary search process for finding the location of errors within a group can be expressed as the product of the number of error groups capable of error correction and the parity information leaked in the process of searching for the location of errors in each group.

단일 그룹 오류 검출 확률=단일 그룹 내에 홀수개의 오류가 존재할 확률: P_block=P_odd=(1-(1-2p)^k)/2Probability of detecting a single group error = Probability of an odd number of errors in a single group: P_block=P_odd=(1-(1-2p)^k)/2

바이너리 서치 과정에서 패리티 비교에 사용되는 비트 수: log_2(k)Number of bits used for parity comparison in binary search process: log_2(k)

오류 정정이 가능한 오류 그룹의 개수=전체 그룹의 개수 *

Figure pct00003
The number of error groups that can be corrected = the total number of groups *
Figure pct00003

이를 통해 파악한 한번의 라운드에서 전체 선별된(sifted) 키 길이 N 대비 누설 정보량 N_leaked^cascade의 비율을 그룹의 길이 k 와 QBER에 따라 나타내면 도 26과 같은 결과를 얻을 수 있다.If the ratio of the amount of leaked information N_leaked^cascade to the entire sifted key length N in one round identified through this is expressed according to the group length k and QBER, the result shown in FIG. 26 can be obtained.

도 26은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 cascade 기법의 누설 정보 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.26 schematically shows an example of the leakage information ratio of the cascade technique according to the single-round criterion QBER and the group length.

그리고 이 때 한번의 라운드에서 전체 발생한 오류 대비 고칠 수 있는 오류의 비율 P_block^total을 그룹의 길이 k 와 QBER에 따라 나타내면 도 27와 같은 결과를 얻을 수 있다.In this case, if P_block^total, the ratio of correctable errors to all errors generated in one round, is expressed according to the group length k and QBER, the result shown in FIG. 27 can be obtained.

도 27은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 cascade 기법의 오류 정정 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.27 schematically shows an example of the error correction ratio of the cascade technique according to the single-round criterion QBER and the group length.

도 27의 결과에서 알 수 있듯이 한 번의 라운드에서는 모든 오류를 고칠 수 없고, 그룹의 길이와 QBER이 증가할수록 모든 오류 정정을 위해서는 더 많은 라운드의 IR 과정이 필요함을 알 수 있다. 그리고 매 라운드에서 도 26과 같은 비율로 IR 과정을 위한 누설 정보가 발생하므로 여러 라운드에 걸친 IR 과정을 수행하면 키 정보량 대비 상당히 큰 비율의 누설 정보가 발생할 것이라는 것을 예상할 수 있다. 누설된 키 정보량만큼의 키 정보가 제거된다는 것을 고려할 때, 이는 키 레이트를 굉장히 저하시키는 문제를 야기시킨다.As can be seen from the results of FIG. 27 , it can be seen that not all errors can be corrected in one round, and as the group length and QBER increase, more rounds of IR processes are required to correct all errors. In addition, since leakage information for the IR process is generated at a rate as shown in FIG. 26 in each round, it can be expected that leakage information will occur at a considerably large rate compared to the amount of key information if the IR process is performed over several rounds. Considering that key information equivalent to the amount of leaked key information is removed, this causes a problem of greatly degrading the key rate.

그리고 한 번의 라운드에서는 한 번의 무작위 치환(random permutation) 과정후 그룹 디바이딩(dividing)과 바이너리 서치 과정에서 1+log_2(k)번의 정보 전송을 수행하고, 이를 여러 번 반복하므로 수십 번의 공개 채널을 통한 정보 교환을 수행하게 되어 IR 과정의 처리율 및 래이턴시를 저하시키는 문제를 발생시킨다. (트래이스 백 과정까지 포함하면 정보 교환 횟수는 더 증가한다.)And in one round, after one random permutation process, 1+log_2(k) information transmission is performed in the group dividing and binary search process, and this is repeated several times, so that dozens of times through open channels Since information exchange is performed, a problem of lowering throughput and latency of an IR process occurs. (Including the traceback process increases the number of information exchanges.)

다음으로 winnow 기법에서 단일 라운드 기준 누설 정보량 N_leaked^winnow은 패리티 비교 및 패리티 그룹 오류 위치 공유 과정에 필요한 누설 정보량과 오류가 발생한 그룹의 신드롬 비교 과정에서 필요한 누설 정보량의 합을 통해 구할 수 있다.Next, in the winnow technique, the amount of leakage information N_leaked^winnow based on a single round can be obtained through the sum of the amount of leak information required for parity comparison and parity group error location sharing process and the amount of leak information required for the syndrome comparison process of a group in which an error occurred.

Figure pct00004
Figure pct00004

패리티 비교 및 패리티 그룹 오류 위치 공유 과정에서는 각각 N/k의 누설 정보가 발생하며, 오류가 존재하는 그룹의 개수는 cascade 기법에서와 동일하게

Figure pct00005
다. 그리고 각 오류 그룹의 신드롬은 log_2(k)비트로 구성되므로 전체 누설 정보량은 N_leaked^winnow와 같음을 알 수 있다.Each process of parity comparison and parity group error location sharing generates N/k leak information, and the number of groups with errors is the same as in the cascade technique.
Figure pct00005
all. And since the syndrome of each error group consists of log_2(k) bits, it can be seen that the total amount of leaked information is equal to N_leaked^winnow.

위의 누설 정보량을 바탕으로 그룹의 길이 k와 QBER에 따른 누설 정보량은 도 28과 같이 나타낼 수 있다.Based on the above leakage information amount, the leakage information amount according to the length k of the group and QBER can be expressed as shown in FIG.

도 28은 단일 라운드 기준 QBER과 그룹 길이에 따른 winnow 기법의 누설 정보 비율의 예를 개략적으로 도시한 것이다.28 schematically shows an example of the leakage information ratio of the winnow technique according to the single-round criterion QBER and the group length.

도 28에서는 cascade 기법과 winnow 기법의 누설 정보량을 비교하여 표기하였다. Winnow 기법은 그룹의 길이 제약으로 인해 2의 지수승의 그룹 길이만을 가질 수 있으므로 그 지점에서의 누설 정보량을 비교해보면 cascade 기법과 비슷한 누설 정보량을 가짐을 알 수 있다. 하지만 cascade 기법의 누설 정보량에서 트래이스 백 부분에서의 정보량이 제외되었으므로 그 과정의 누설 정보량까지 감안한다면 winnow 기법의 누설 정보량이 더 적을 것으로 예상된다. Winnow 기법 또한 cascade 기법과 마찬가지로 한 그룹 내에서 한 비트의 오류만을 한번에 고칠 수 있으므로 그룹의 길이와 QBER에 따른 오류 정정 비율은 도 27와 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 winnow 기법에서도 전체 누설 정보량은 cascade 기법과 크게 차이가 발생하지 않으므로 많은 누설 정보로 인한 키 정보 손실은 여전히 불가피하다. 그러나 cascade 기법의 바이너리 서치 과정이 winnow 기법에서는 신드롬 연산을 통한 오류 정정 과정으로 변경되어 이 과정에서 공개 채널을 통해 정보를 주고 받던 횟수가 log_2(k)번에서 1번으로 줄어 들게 되므로 정보 전송 횟수를 크게 줄일 수 있다. 하지만 winnow 기법에서는 그룹 내에 다중 오류가 존재할 경우, cascade 기법과 달리 IR 과정에서 잘못된 오류 정정으로 인해 오류를 증폭시킬 수 있다. 이로 인해 IR 과정의 반복 횟수가 더 증가하고 누설 정보량이 증가할 수 있으므로 이 문제에 대한 개선책이 요구된다.In FIG. 28, the amount of leakage information of the cascade technique and the winnow technique is compared and marked. Since the Winnow technique can only have a group length of an exponent of 2 due to the group length limitation, comparing the amount of leak information at that point, it can be seen that it has a similar amount of leak information as the cascade method. However, since the amount of information leakage in the traceback part was excluded from the amount of leakage information of the cascade technique, the amount of leakage information of the winnow technique is expected to be smaller, considering the amount of leakage information in the process. Like the cascade technique, the Winnow technique can correct only one-bit error in one group at a time, so the same error correction ratio according to the length of the group and QBER can be obtained as shown in FIG. 27 . Therefore, even in the winnow technique, the total leakage information amount does not differ significantly from that of the cascade technique, so key information loss due to a lot of leakage information is still unavoidable. However, the binary search process of the cascade technique is changed to an error correction process through syndrome operation in the winnow technique, and in this process, the number of times information is exchanged through the open channel is reduced from log_2(k) times to once, so the number of information transmission is reduced. can be greatly reduced. However, in the winnow technique, when there are multiple errors in a group, errors can be amplified due to incorrect error correction in the IR process, unlike the cascade technique. As a result, the number of iterations of the IR process may further increase and the amount of leaked information may increase, so an improvement measure for this problem is required.

이하, 본 명세서의 예시에 대한 보다 원활한 이해를 위해, 도면을 통해 본 명세서의 개시에 대해 설명하도록 한다. 이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.Hereinafter, for a better understanding of the examples of the present specification, the disclosure of the present specification will be described through drawings. The following drawings are made to explain a specific example of the present specification. Since the names of specific devices or names of specific signals/messages/fields described in the drawings are provided as examples, the technical features of the present specification are not limited to the specific names used in the drawings below.

도 29는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 키 정보의 결정 방법의 순서도다.29 is a flowchart of a method for determining key information according to an embodiment of the present specification.

도 29에 따르면, 장치는 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신할 수 있다(S2910). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.According to FIG. 29, a device may receive parity information from another device (S2910). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

장치는 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정할 수 있다(S2920). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may estimate a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information (S2920). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정할 수 있다(S2930). 여기서, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the preliminary length of the transmission group based on the estimation of the QBER (S2930). Here, the value of the reserved length for the transmission group has a value of N, and N may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

장치는 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정할 수 있다(S2940). 상기 M은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M (S2940). M may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 전송 그룹의 상기 최종 길이에 기반하여 상기 키 정보를 결정할 수 있다(S2950). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the key information based on the final length of the transmission group (S2950). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

예컨대, 상기 N이 상기 2^M과 동일한 경우, 상기 전송 그룹에 대한 상기 최종 길이의 값은 상기 2^M의 값을 가질 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, when N is equal to 2^M, the value of the final length for the transmission group may have a value of 2^M. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

예컨대, 상기 N이 2^M보다 크되 2^(M+1)보다 작은 경우, 상기 전송 그룹에 대한 상기 최종 길이의 값은 상기 2^(M+1)의 값을 가질 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, when N is larger than 2^M but smaller than 2^(M+1), the value of the final length for the transmission group may have a value of 2^(M+1). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

예컨대, 상기 최종 길이의 값이 상기 2^(M+1)의 값을 가지는 경우, 상기 전송 그룹에서 2^(M+1)-N 개의 비트는 0으로 채워질 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, when the value of the final length has a value of 2^(M+1), 2^(M+1)-N bits in the transmission group may be filled with zeros. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

예컨대, 상기 2^(M+1)-N 개의 비트가 0으로 채워질 때, 상기 0으로 채워지는 상기 2^(M+1)-N 개의 비트는 상기 전송 그룹의 후단에 위치할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, when the 2^(M+1)-N bits are filled with 0's, the 2^(M+1)-N bits filled with 0's may be positioned at the end of the transmission group. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

예컨대, 상기 장치는 신드롬 기반의 IR(information reconciliation) 기법에 기반하여, 상기 키 정보를 결정할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, the device may determine the key information based on a syndrome-based information reconciliation (IR) technique. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

예컨대, 상기 신드롬은 다 차원 신드롬일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, the syndrome may be a multidimensional syndrome. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

예컨대, 상기 데이터는 기존 통신망을 통해 전송되고, 상기 패리티 정보는 또 다른 기존 통신 채널을 통해 전송되며, 양자 채널을 통해 전송된 양자 비밀키 정보의 후 처리 과정에 필요한 고전 정보를 전송한다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, the data is transmitted through an existing communication network, the parity information is transmitted through another existing communication channel, and classical information necessary for post-processing of quantum secret key information transmitted through a quantum channel is transmitted. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

예컨대, 상기 기존 통신망은 LTE(long term evolution) 기반 통신망, NR(new RAT) 기반 통신망, 또는 WiFi(wireless fidelity) 기반 통신망일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.For example, the existing communication network may be a long term evolution (LTE) based communication network, a new RAT (NR) based communication network, or a wireless fidelity (WiFi) based communication network. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

이하, 본 명세서의 보다 원활한 이해를 위해, 앞서 설명한 내용을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, for a better understanding of the present specification, the above description will be described in more detail.

본 명세서에서는 QKD 시스템의 후처리 과정 중 키 정보의 오류 보정 과정인 IR(information reconciliation) 과정에서 기존 IR 기법이 가진 누설 정보량과 송수신부에서 공개 채널을 통해 정보를 주고받는 횟수가 많은 문제를 해결하기 위한 다차원 신드롬 기반 IR 방법 및 장치를 제시한다. In this specification, in the information reconciliation (IR) process, which is an error correction process of key information during the post-processing process of the QKD system, it is necessary to solve the problem of the amount of leakage information of the existing IR technique and the high frequency of exchanging information through an open channel in the transceiver unit. We present a multidimensional syndrome-based IR method and apparatus for

이를 위하여 상기 명세서에서는 우선 QKD 시스템의 QBER 추정(estimation)을 통해 얻어진 QBER을 기반으로 단일 오류의 존재 가능성이 가장 높은 그룹 길이를 추정하고 이를 2의 지수 승의 길이로 재조정하는 그룹 사이즈 선택(group size selection) 기법을 적용한다. 이를 통하여 그룹 내에 다중 오류가 포함되었을 경우의 존재확률을 최소화하여 다중 오류의 신드롬 오류 정정 과정에서 발생하는 오류 증폭 문제의 발생 가능성을 최소화하여 IR 기법의 효율을 극대화시킨다.To this end, in the above specification, first, based on the QBER obtained through QBER estimation of the QKD system, the group length with the highest probability of existence of a single error is estimated, and group size selection (group size selection) that readjusts it to the length of the power of 2 selection) technique is applied. Through this, by minimizing the existence probability when multiple errors are included in the group, the possibility of error amplification problem occurring in the syndrome error correction process of multiple errors is minimized, thereby maximizing the efficiency of the IR technique.

또한 기존 기법에서 오류의 고른 분포를 위해 매 라운드에서 무작위 치환(random permutation)을 수행하고 그 위치 정보를 공개 채널로 공유하는 과정을 반복하면서 발생하는 처리 시간 지연 문제를 해결하고, 연접 오류가 발생하는 경우의 오류 정정 능력을 개선하기 위하여 다차원 신드롬 비교를 통한 IR 기법을 적용한다.In addition, it solves the processing time delay problem caused by repeating the process of performing random permutation in each round for an even distribution of errors in the existing technique and sharing the location information through the public channel, and solving the problem of concatenation errors. In order to improve the error correction capability of the case, an IR technique through multi-dimensional syndrome comparison is applied.

1.One. QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법Group size selection scheme according to QBER

기존의 IR 기법들은 홀수개의 오류가 발생한 그룹을 송수신부의 패리티 비교를 통해 찾은 후, 그 그룹 내에 존재하는 1비트의 오류를 고칠 수 있는 바이너리 서치나 신드롬 비교 기법을 적용하여 IR 과정을 진행하였다. 이로 인해 만약 그룹 내에 존재하는 오류가 1개가 아닌 더 많은 오류가 존재하는 경우, 오류 정정 과정에서 잘못된 오류 정정을 수행하여 오류가 오히려 IR 과정에서 증폭되거나 오류 정정을 하지 못하는 경우가 발생한다. 하지만 이 과정에서도 누설된 정보량과 동일한 키 정보는 폐기되므로 가능한 단일 그룹 내에 다중 오류가 존재할 가능성을 최소화 하는 것을 통해 IR 과정의 오류 정정 정확도를 높임으로서 소모되는 누설 정보량을 줄이고 이를 통해 키 정보 손실 또한 최소화 할 수 있다.Existing IR techniques searched for a group in which an odd number of errors occurred through parity comparison of the transmitter/receiver, and then proceeded with the IR process by applying a binary search or syndrome comparison technique capable of correcting a 1-bit error existing in the group. For this reason, if there are more errors than one error existing in the group, incorrect error correction is performed during the error correction process, and the error may rather be amplified during the IR process, or errors may not be corrected. However, even in this process, the same key information as the amount of leaked information is discarded, so by minimizing the possibility of multiple errors in a single group as much as possible, the error correction accuracy of the IR process is increased, thereby reducing the amount of leaked information consumed and thereby minimizing the loss of key information. can do.

따라서 본 명세서에서는 QBER 추정(estimation)의 결과를 기준으로 하여 단일 그룹 내에 다중 오류가 존재할 가능성을 최소화 할 수 있는 기법을 제시하며 그 과정은 다음과 같다.Therefore, in this specification, based on the result of QBER estimation (estimation), a technique for minimizing the possibility of multiple errors in a single group is proposed, and the process is as follows.

(1) 양자 채널을 통하여 송신부에서 생성한 키 정보를 수신부와 공유한 후, 정확한 QBER 추정을 위하여 수신부의 키 정보 열을 신드롬 기반 오류 정정의 최소 길이 단위인 8 비트(들) 간격의 그룹으로 나누고 각 그룹의 패리티 값을 구한다. 다음으로 구해진 수신부의 패리티 정보를 공개 채널을 통해 송신부로 전송한다.(1) After sharing the key information generated by the transmitter with the receiver through quantum channels, divide the key information sequence of the receiver into groups of 8-bit (s) intervals, which is the minimum length unit of syndrome-based error correction, for accurate QBER estimation The parity value of each group is obtained. Next, the obtained parity information of the receiving unit is transmitted to the transmitting unit through the public channel.

도 30은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.30 schematically illustrates process (2) of the group size selection technique according to QBER.

(2) 송신부에서는 수신부와 동일한 위치의 패리티 정보를 구하고 이를 수신부의 패리티와 비교하여, 홀수개의 오류가 발생한 패리티 그룹의 위치를 찾는다. 패리티 그룹의 오류 비율 e_parity^est과 그룹의 길이 2^m으로부터 키 정보의 QBER p을 추정한다. 이 때, 각 그룹의 마지막 비트 값은 누설된 패리티 정보로 인한 키 정보의 프라이버시 유지를 위해 폐기한다.(2) The transmitting unit obtains parity information of the same location as the receiving unit and compares it with the parity of the receiving unit to find the location of the parity group in which an odd number of errors have occurred. The QBER p of key information is estimated from the parity group error rate e_parity^est and the group length 2^m. At this time, the last bit value of each group is discarded to maintain the privacy of key information due to leaked parity information.

QBER: p=(1-(1-2e_parity^est )^(1/2^m ))/2QBER: p=(1-(1-2e_parity^est )^(1/2^m ))/2

추정된 QBER로부터 그룹 내 단일 오류의 존재 가능성을 최대화하는 과정은 다음과 같다. The process of maximizing the probability of a single error in a group from the estimated QBER is as follows.

N 비트로 구성된 단일 그룹 내에 단일 오류가 포함될 확률 p_s은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.The probability p_s of a single error being included in a single group consisting of N bits can be expressed as follows.

Figure pct00006
Figure pct00006

그룹 내에 단일 오류가 존재할 가능성을 최대화하기 위해서는 p_s^'=p*(1-p)^(N-1)*(1+N*ln(1-p))=0을 만족해야 한다. p(1-p)^(N-1)≥0이므로 1+N*ln(1-p)=0을 만족하는 그룹 길이 N은 다음 식과 같이 도출된다.To maximize the probability that a single error exists in a group, p_s^'=p*(1-p)^(N-1)*(1+N*ln(1-p))=0 must be satisfied. Since p(1-p)^(N-1)≥0, the group length N satisfying 1+N*ln(1-p)=0 is derived as follows.

N=-1/ln(1-p)N=-1/ln(1-p)

위 식에서 그룹길이 N은 p로부터 결정되므로 그룹 길이는 다양한 길이의 값을 가질 수 있지만 Winnow 기법을 비롯한 Hamming 부호 기반의 IR 기법에서는 그룹 길이 N이 2의 지수승의 길이로 제한된다. 따라서 앞서 QBER에 따라 구한 단일 오류 포함 확률이 가장 높은 그룹의 길이 N이 2의 지수승이 아닐 경우 적용이 불가능하다. 따라서 기존에는 QBER p로부터 구한 그룹 길이 N이 2^m≤N≤2^(m+1)에 있을 때, 그룹 길이를 더 짧은 길이인 2^m로 설정해야 했다. 따라서 더 많은 그룹의 오류 여부를 확인해야 하므로 더 많은 누설정보를 노출시키는 문제점이 존재하였다. 이 문제를 추가로 해결하기 위하여 본 명세서에서는 QBER p로부터 구한 그룹 길이 N이 2^m≤N≤2^(m+1)에 있을 때, 그룹 길이를 2^(m+1)으로 설정하고 단 이 때, 2^(m+1)-N에 해당하는 키 비트에는 0을 추가하여 신드롬 연산이 가능하도록 하였으며 세부 과정은 다음과 같다.In the above equation, since the group length N is determined from p, the group length can have various length values. Therefore, it is not applicable when the length N of the group with the highest single error containment probability obtained according to QBER is not an exponential power of 2. Therefore, in the past, when the group length N obtained from QBER p is in 2^m≤N≤2^(m+1), the group length had to be set to a shorter length, 2^m. Therefore, since more groups should be checked for errors, there was a problem of exposing more leaked information. In order to further solve this problem, in this specification, when the group length N obtained from QBER p is in 2^m≤N≤2^(m+1), the group length is set to 2^(m+1), and At this time, 0 is added to the key bit corresponding to 2^(m+1)-N to enable syndrome operation, and the detailed process is as follows.

(3) 송수신부에서 변경된 그룹 길이 N을 단위로 나눈 패리티 그룹에서 구한 패리티 정보를 공개채널을 통해 공유한 후, 송신부에서 패리티 비교를 통해 오류가 존재하는 그룹의 위치를 찾는다.(3) After the transmitting/receiving unit shares parity information obtained from the parity group divided by the changed group length N through an open channel, the transmitting unit searches for the location of a group having an error through parity comparison.

(4) 패리티 그룹의 길이가 2의 지수 승인지의 여부에 따라 다음의 두 가지 방식으로 오류 그룹의 신드롬을 구한다.(4) The error group syndrome is obtained in the following two ways depending on whether the length of the parity group is an exponent of 2 or not.

도 31은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (3)번 과정의 A. 과정을 개략적으로 도시한 것이다.31 schematically illustrates process A of process (3) of the group size selection technique according to QBER.

A. 그룹 길이 N이 2^m이면, 패리티 체크 매트릭스 H^m과 i번째 양자 키 그룹 X_A^i (2^m 중 마지막 비트는 누설 정보로 인해 폐기하므로 2^m-1의 길이 가짐)의 곱에 의해 i번째그룹의 신드롬을 구한다. A. If the group length N is 2^m, the parity check matrix H^m and the ith quantum key group X_A^i (the last bit of 2^m is discarded due to leaky information, so it has a length of 2^m-1) Obtain the syndrome of the ith group by product.

도 32는 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (3)번 과정의 B. 과정을 개략적으로 도시한 것이다.32 schematically illustrates process B of process (3) of the group size selection scheme according to QBER.

B. 그 외의 그룹 길이에서는 QBER p로부터 구한 그룹(group) 길이 N=-1/ln(1-p) 이 2^m≤N≤2^(m+1)에 있을 때, 그룹 길이를 2^(m+1) 로 설정하고, 2^(m+1)-N에 해당하는 위치의 값은 모두 0으로 설정하며 이를 통해 2^(m+1)비트(들)의 그룹은 싱글 에러(single error)의 존재 가능성이 가장 높은 상태를 유지한다. 그 후,

Figure pct00007
를 통해 송신부의 신드롬을 구한다. 여기서도 A의 경우와 동일하게 2^(m+1)의 키 정보 중 마지막 비트는 누설 정보로 인해 폐기하므로 2^(m+1)-1의 길이 가진다.B. For other group lengths, when the group length N=-1/ln(1-p) obtained from QBER p is in 2^m≤N≤2^(m+1), the group length is 2^ (m+1), and all values at positions corresponding to 2^(m+1)-N are set to 0, and through this, a group of 2^(m+1) bit(s) is a single error (single error) Maintain the state with the highest probability of existence of errors. After that,
Figure pct00007
Obtain the syndrome of the transmitter through Here, as in the case of A, since the last bit of key information of 2^(m+1) is discarded due to leakage information, it has a length of 2^(m+1)-1.

도 33은 QBER에 따른 그룹 사이즈 선택 기법의 (5)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.33 schematically illustrates process (5) of the group size selection technique according to QBER.

(5) 송신부의 전체 선별된(sifted) 키 중 패리티 그룹 오류가 발생한 그룹 위치와 그 그룹의 신드롬 값을 공개 채널을 통해 수신부로 보낸다.(5) Among all sifted keys of the sender, the location of the group where the parity group error occurred and the syndrome value of the group are sent to the receiver through the public channel.

(6) 수신부에서 오류 그룹의 신드롬을 송신부와 동일한 패리티 체크 매트릭스로부터 구하고, 송신부의 신드롬과 일치 여부를 확인한다.(6) In the receiving unit, the syndrome of the error group is obtained from the same parity check matrix as in the transmitting unit, and whether it matches the syndrome of the transmitting unit is checked.

(7) 만약 i번째 송수신부 그룹의 신드롬이 일치(S_A^i=S_B^i)한다면, 이는 오류 비트가 패리티 비교 후에 버려진 경우거나 3비트이상의 다중 오류가 블록 내에 존재하는 경우이므로 이 경우에는 신드롬 기반의 오류 정정을 수행하지 않는다.(7) If the syndromes of the i-th transceiver group match (S_A^i=S_B^i), it is the case that the error bit is discarded after parity comparison or the case that multiple errors of 3 or more bits exist in the block, so in this case, the syndrome based error correction is not performed.

그러나 S_A^i≠S_B^i이면,

Figure pct00008
를 통해 수신부 i 번째 그룹의 error 비트를 플립한다. 이 때, 오류 정정이 이루어진 그룹에서는 에러 정정(error correction) 과정에서 누설한 정보의 프라이버시 유지를 위해 m+1 비트의 선별된(sifted) 키 정보를 추가로 버린다.However, if S_A^i≠S_B^i,
Figure pct00008
Flips the error bit of the i-th group of the receiver through At this time, in the error correction group, m+1 bit sifted key information is additionally discarded in order to maintain the privacy of information leaked in the error correction process.

(8) 송수신부에서는 공유된 키 정보에서 남아있는 오류의 고른 분포를 위해 무작위 치환(random permutation)를 수행한 후, 다음 라운드를 진행한다. 매 라운드마다 추정된 QBER에 따라 그룹 길이(length)를 재설정하며 라운드가 진행될수록 남아있는 오류의 개수가 줄어들기 때문에 그룹의 길이는 점점 길어진다. 모든 송수신부의 패리티 비트(들)가 일치할 때까지 과정을 반복한다.(8) The transceiver performs random permutation for an even distribution of remaining errors in the shared key information, and then proceeds to the next round. The group length is reset according to the estimated QBER in each round, and as the round progresses, the number of remaining errors decreases, so the group length gradually increases. The process is repeated until the parity bit(s) of all transceivers match.

2.2. 멀티-차원(Multi-dimensional) 신드롬 기반 IR 기법Multi-dimensional syndrome based IR technique

기존 신드롬 기반의 IR 기법인 winnow 기법에서는 매 라운드가 끝난 후, 다음 IR 과정에서 그룹 내에 다중 오류가 존재할 경우, 오류 정정이 되지 않으므로 오류를 블록마다 골고루 분산시키기 위한 목적으로 무작위 치환(random permutation)을 수행한다. 하지만 이 과정을 위해서는 매 라운드마다 TRNG(True Random Number Generator) 또는 PRNG(Pseudo Random Number Generator) 기반의 난수 호출 알고리즘을 이용하여 치환 정보를 생성해야 하며, 그 치환 정보를 반드시 공개 채널을 통해 상대방에게 전송해야만 한다. 또한 기존 IR 기법에서는 송수신부의 불일치하는 키 정보의 보정을 위해서 여러 번의 라운드에 걸친 오류 정정 과정을 반복해야 하므로 무작위 치환(random permutation)과 오류 정정 과정에서 수십 회의 공개 채널을 통한 정보 교환으로 QKD 시스템의 처리율이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 본 명세서에서는 무작위 치환(random permutation)과정을 다차원 방향의 IR 과정을 순차적으로 진행하는 것으로 변경하여 기존의 오류 분산 효과는 그대로 유지한 채, 공개채널로의 정보 전송 및 치환 정보 생성으로 인한 시간 지연 문제를 제거하고 곱 부호 형태의 오류 정정을 통해 보정 능력을 극대화하여 오류 정정 과정의 반복 횟수를 최소화한다. In the winnow technique, which is an existing syndrome-based IR technique, when multiple errors exist within a group in the next IR process after each round, error correction is not performed, so random permutation is used for the purpose of evenly distributing errors to each block. carry out However, for this process, substitution information must be generated using a random number calling algorithm based on TRNG (True Random Number Generator) or PRNG (Pseudo Random Number Generator) in each round, and the substitution information must be transmitted to the other party through an open channel. must do it. In addition, in the existing IR technique, it is necessary to repeat the error correction process over several rounds to correct the inconsistent key information of the transceiver. Therefore, in the process of random permutation and error correction, information exchange through dozens of public channels can improve the quality of the QKD system. A problem arises in that the processing rate is greatly reduced. Therefore, in the present specification, the random permutation process is changed to sequentially proceeding the IR process in a multi-dimensional direction, so that the existing error dispersion effect is maintained, and the time delay due to information transmission through the public channel and generation of permutation information is maintained. The number of iterations of the error correction process is minimized by eliminating the problem and maximizing the correction capability through error correction in the form of a product sign.

다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 세부 진행 과정은 다음과 같다.The detailed progress of the multidimensional syndrome comparison-based IR technique is as follows.

(1) 첫 번째 명세서 기법과 동일한 방법으로 QBER 추정(estimation) 과정에서 구한 QBER p를 바탕으로 각 그룹에서 단일 오류 이하의 오류가 포함될 가능성이 가장 큰 그룹의 길이 N=-1/ln(1-p) 을 구한다. (1) Based on the QBER p obtained in the QBER estimation process in the same way as the first specification technique, the length of the group with the greatest possibility of containing an error of less than a single error in each group N=-1/ln(1- find p).

도 34는 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (2)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다.34 schematically illustrates process (2) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique.

(2) 첫 번째 명세서 기법인 그룹 사이즈 선택 방법에 따라 얻어진 L 비트(들) 선별된(sifted) 키를 N보다 큰 2^m 비트(들) 그룹 단위로 나누고, 각 그룹의 키 값 중 N 비트를 제외한 나머지 c개 위치의 값은 모두 0으로 처리한다. 이를 통해 각 그룹의 길이는 2^m으로 유지하는 동시에 싱글 에러 이하의 오류가 각 그룹에 포함될 가능성을 최대화한다.(2) Divide the L bit(s) sifted key obtained according to the group size selection method, which is the first specification technique, into groups of 2^m bit(s) larger than N, and N bits among the key values of each group All values of the remaining c positions except for are treated as 0. Through this, the length of each group is maintained at 2^m and at the same time, the possibility that an error of less than a single error is included in each group is maximized.

도 35는 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (3)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다. 여기서, 도 35는 곱부호 형태의 양자 키 정보 배치 기법을 개략적으로 도시한 것에 해당한다.35 schematically illustrates process (3) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique. Here, FIG. 35 corresponds to a schematic diagram of a quantum key information arrangement technique in the form of a multiplication code.

(3) 송수신부의 키 정보를 도 35와 같이 곱 부호의 형태로 재구성한다. 하나의 평면 블록은 가로와 세로 각각 2^(m)의 길이를 가지며, 2^(m)-c 개의 그룹을 포함한다. 즉, 각 평면은 (2^m-c)^2 비트(들)의 선별된(sifted) 키(파란색 부분)와 2^(2m)-(2^m-c)^2 비트(들)의 0으로 구성된다. 그리고 동일한 평면은 k-1개가 존재하며, 마지막 k번째 평면은 도 35의 우측 평면과 같은 형태를 가진다. 즉, 마지막 k번째 그룹은 L-(k-1)*(2^m-c)^2 비트(들)의 남은 선별된(sifted) 키 정보와 2^2m-{L-(k-1)*(2^m-c)^2}비트(들)의 0으로 구성된다.(3) The key information of the transceiver is reconstructed in the form of a product code as shown in FIG. One plane block has a length of 2^(m) each in width and length, and includes 2^(m)-c groups. That is, each plane consists of a sifted key (blue part) of (2^m-c)^2 bit(s) and 2^(2m)-(2^m-c)^2 bit(s) of zeros. . And, there are k-1 identical planes, and the last k-th plane has the same shape as the right plane in FIG. 35 . That is, the last k-th group contains the remaining sifted key information of L-(k-1)*(2^m-c)^2 bit(s) and 2^2m-{L-(k-1)*( It consists of 2^m-c)^2} bit(s) of zeros.

도 36은 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (4)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다. 여기서, 도 36은 송수신부에서 x축 방향의 패리티 연산 및 비교 과정의 일례에 해당할 수 있다.36 schematically illustrates process (4) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique. 36 may correspond to an example of a parity calculation and comparison process in the x-axis direction in the transceiver.

(4) 수신부에서 도 36과 같이 X축 방향으로 모든 평면의 패리티 값을 구한 후, 공개채널을 통해 송신부로 전송한다. 이 때 패리티 연산은 첫 번째부터 k-1번째 평면에서는 각 평면당 선별된(sifted) 키 가 포함된 2^m-c개의 그룹에서만 수행하고, 마지막 k번째 평면에서는 선별된(sifted) 키가 포함된 그룹에서만 패리티 연산을 수행한다. 이어서 송신부에서는 수신부와의 동일 위치 패리티 비교를 통해 오류가 존재하는 그룹의 위치를 찾는다.(4) The receiver obtains the parity values of all planes in the X-axis direction as shown in FIG. 36, and transmits them to the transmitter through the public channel. At this time, the parity operation is performed only on 2^m-c groups containing sifted keys for each plane in the first to k-1 planes, and in the last k-th plane, groups containing sifted keys. The parity operation is performed only on Next, the transmitter finds the position of the group where the error exists through parity comparison with the receiver.

(5) 송신부에서는 오류가 발생한 패리티 그룹의 위치와 그 위치에서의 신드롬을 패리티 체크 매트릭스와의 곱을 통해 구한 후, 공개 채널을 통해 수신부로 전송한다.(5) The transmitter obtains the position of the parity group where the error occurred and the syndrome at that position through the multiplication of the parity check matrix, and then transmits the result to the receiver through the public channel.

(6) 수신부에서 오류 그룹 위치의 신드롬을 구한 후, 송신부에서 받은 신드롬과 비교하여 오류 정정 여부를 결정한다. 만약 두 신드롬이 일치하지 않을 경우, 두 신드롬의 차이 값 S_d에 해당하는 오류 비트를 비트 플립하여 오류를 고친다.

Figure pct00009
(6) After obtaining the syndrome of the error group position in the receiver, it is compared with the syndrome received in the transmitter to determine whether to correct the error. If the two syndromes do not match, the error is corrected by bit flipping an error bit corresponding to the difference value S_d between the two syndromes.
Figure pct00009

도 37은 다차원 신드롬 비교 기반 IR 기법의 (7)번 과정을 개략적으로 도시한 것이다. 여기서 도 37은 송수신부에서 y축 방향의 패리티 연산 및 비교 과정에 해당할 수 있다.37 schematically illustrates process (7) of the multidimensional syndrome comparison based IR technique. 37 may correspond to a parity calculation and comparison process in the y-axis direction in the transceiver.

(7) 다음으로 수신부에서 도 37과 같이 Y축 방향으로 모든 평면의 패리티 값을 구한 후, 공개채널을 통해 송신부로 전송한다. 이어서 송신부에서는 수신부와의 동일 위치 패리티 비교를 통해 잔여 오류가 존재하는 그룹의 위치를 찾는다.(7) Next, the receiver obtains the parity values of all planes in the Y-axis direction as shown in FIG. 37, and transmits them to the transmitter through the public channel. Subsequently, the transmitter finds the position of a group having a residual error through parity comparison with the receiver.

(8) 5번 과정과 동일하게 송신부에서는 오류 그룹의 위치와 그 그룹 위치의 신드롬 정보를 수신단으로 공개 채널을 통해 전송한다. 이어서 수신부에서는 송신부에서 받은 오류 그룹의 위치에서 신드롬을 구한 후, 송신부로부터 전송된 신드롬과의 연산을 통해 X축 상에서 고쳐지지 않은 잔여 오류 비트의 정보를 수정한다.(8) As in step 5, the transmitter transmits the location of the error group and the syndrome information of the group location to the receiver through an open channel. Subsequently, the receiving unit obtains a syndrome from the position of the error group received from the transmitting unit, and then corrects the remaining error bit information on the X-axis through an operation with the syndrome transmitted from the transmitting unit.

(9) X축 또는 Y축 방향의 k개의 모든 평면의 신드롬을 통한 오류 정정을 끝마친 후에는 수신부에서 현재 라운드에서 오류가 존재했던 X축 및 Y축의 모든 그룹에서 신드롬을 다시 구한 후, 앞선 과정에서 송신부에서 보낸 오류 그룹의 신드롬 값과 모두 일치하는지 여부를 파악한다. 모두 일치 하지 않는다면 잔여 오류가 존재하므로 다음 라운드를 뒤이어 진행하고 모두 일치할 경우, 송신부에서 오류가 존재하지 않는 것으로 판정되었던 X, Y 축 방향의 선별된(sifted) 키 정보가 포함된 그룹의 신드롬을 모두 수신부로 공개 채널을 통해 보낸 후, 수신부의 동일 위치의 신드롬과 비교하여 일치 여부를 확인한다. 모든 신드롬이 일치할 경우 잔여 오류가 존재하지 않으므로 IR 과정을 끝마친다. 만약 이 과정에서 신드롬이 불일치하는 그룹이 발생할 경우, 다음 라운드를 추가 진행한다.(9) After completing error correction through the syndromes of all k planes in the X-axis or Y-axis direction, the receiver obtains the syndromes again in all groups of the X-axis and Y-axis where errors existed in the current round, and in the previous process Determines whether all of the syndrome values of the error group sent from the transmitter are identical. If all do not match, there is a residual error, so the next round proceeds, and if all match, the syndrome of the group including the sifted key information in the X and Y axis directions for which it was determined that there is no error in the transmitter is generated. After sending all of them to the receiver through an open channel, they are compared with the syndrome in the same location of the receiver to confirm whether they match. If all the syndromes match, the IR process ends because there is no residual error. If a group with an inconsistent syndrome occurs during this process, the next round is additionally conducted.

(10) 다음 라운드 진행 시, QBER을 다시 측정하여 남은 오류의 비율에 따른 그룹 길이를 재설정한 후 IR 과정을 반복 수행한다.(10) In the next round, the QBER is measured again, the group length is reset according to the remaining error ratio, and the IR process is repeated.

본 명세서에 따르면, 아래와 같은 기대 효과가 있을 수 있다.According to the present specification, the following expected effects may be obtained.

본 명세서에서는 QKD 시스템의 후처리 과정 중 IR 과정에서 오류 정정을 위해 발생하는 많은 누설 정보와 여러 번의 공개 채널을 통한 정보 전송을 통해 처리율이 낮은 기존 기법의 문제점을 해결하는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 명세서에서는 우선 첫째로 IR 기법의 오류 정정 정정 정확도 개선 및 누설 정보량 감소를 위해 QBER을 기준으로 그룹 길이를 설정하는 방법을 제시하였다. 그리고 다차원 곱 부호 형태의 신드롬 기반 IR 기법의 적용을 통해 기존의 무작위 치환(random permutation) 과정의 수행에서 정보 전송으로 인해 발생하는 IR 과정의 지연 문제를 제거하고, 연접 오류를 비롯한 블록 내 다중 오류 존재시의 오류 정정 능력을 개선하여 IR 과정의 처리율을 개선하였다. In this specification, a method for solving the problems of the existing technique with low throughput is presented by transmitting information through multiple public channels and a lot of leakage information generated for error correction in the IR process during the post-processing process of the QKD system. To this end, in this specification, first, a method of setting a group length based on QBER is presented to improve the error correction accuracy of the IR technique and reduce the amount of leakage information. In addition, by applying a syndrome-based IR technique in the form of a multidimensional product code, the delay problem of the IR process caused by information transmission in the performance of the existing random permutation process is eliminated, and there are multiple errors in the block including concatenation errors. By improving the error correction ability of the city, the throughput of the IR process was improved.

1.One. 명세서 기법의 효과: 그룹 길이 선택 기법Effects of Specification Technique: Group Length Selection Technique

기존 winnow 기법에서는 그룹 길이를 2의 지수 승으로 밖에 사용할 수 없어서 QBER로부터 추정한 그룹 내 단일 오류가 포함될 가능성이 가장 높은 그룹의 길이가 2의 지수 승이 아닐 경우, 그것보다 짧은 길이의 그룹 길이로 그룹 길이를 줄여서 IR 과정을 진행해야 하므로 더 많은 패리티 정보가 공개 채널을 통해 누설되는 문제가 발생하였다. 하지만 본 명세서 기법에서는 QBER로부터 추정된 그룹 길이를 그대로 적용하기 위하여 그보다 큰 2의 지수승 길이의 그룹 길이를 사용하고 부족한 길이의 성분은 0으로 채우는 것을 통해 신드롬 기반의 IR 기법에서 누설되는 정보량을 감소시켰다. 기존 winnow 기법과 본 명세서 기법의 QBER에 따른 그룹 길이를 비교하면 다음 표 3 내지 표 4와 같은 결과를 얻을 수 있다.In the existing winnow technique, the group length can only be used as a power of 2, so if the length of the group most likely to contain a single error within a group estimated from QBER is not a power of 2, a group length of a shorter group length than that Since the IR process had to be reduced in length, more parity information leaked through the public channel. However, in the technique of this specification, in order to apply the group length estimated from QBER as it is, a group length of a larger exponential length of 2 is used and the amount of information leaked in the syndrome-based IR technique is reduced by filling components of an insufficient length with 0. made it By comparing the group length according to the QBER of the existing winnow technique and the technique of this specification, the results shown in Tables 3 to 4 can be obtained.

Winnow 기법Winnow technique Group 길이Group length QBERQBER 88 0.11~0.060.11~0.06 1616 0.06~0.030.06~0.03 3232 0.03~0.0150.03~0.015 6464 0.015~0.0070.015 to 0.007

명세서 기법specification technique 그룹 길이group length QBERQBER 그룹 길이group length QBERQBER 그룹 길이group length QBERQBER 그룹 길이group length QBERQBER 88 0.1175030.117503 2222 0.0444370.044437 3636 0.0273960.027396 5050 0.0198010.019801 99 0.1051610.105161 2323 0.0425470.042547 3737 0.0266650.026665 5151 0.0194170.019417 1010 0.0951630.095163 2424 0.0408110.040811 3838 0.0259730.025973 5252 0.0190470.019047 1111 0.0868990.086899 2525 0.0392110.039211 3939 0.0253150.025315 5353 0.0186910.018691 1212 0.0799560.079956 2626 0.0377310.037731 4040 0.024960.02496 5454 0.0183480.018348 1313 0.0740390.074039 2727 0.0363600.036360 4141 0.0240950.024095 5555 0.0180180.018018 1414 0.0689370.068937 2828 0.0350840.035084 4242 0.0235280.023528 5656 0.0176990.017699 1515 0.0644930.064493 2929 0.0338950.033895 4343 0.0229870.022987 5757 0.0173910.017391 1616 0.0605870.060587 3030 0.0327840.032784 4444 0.0224710.022471 5858 0.0170940.017094 1717 0.0571270.057127 3131 0.0317430.031743 4545 0.0219770.021977 5959 0.0168060.016806 1818 0.0540410.054041 3232 0.0307670.030767 4646 0.0215050.021505 6060 0.0165290.016529 1919 0.0512710.051271 3333 0.0298480.029848 4747 0.0210520.021052 6161 0.016260.01626 2020 0.0487710.048771 3434 0.0289830.028983 4848 0.0206180.020618 6262 0.0160.016 2121 0.0465030.046503 3535 0.0281670.028167 4949 0.0202010.020201 6363 0.0157480.015748 6464 0.0155040.015504

표의 결과와 같이 기존에는 일정 범위의 QBER에서는 모두 특정 2의 지수 승의 그룹 길이 단위로 나누었으나 제안 기법에서는 QBER에 따라 그룹의 길이를 나눌 수 있다. 따라서 불필요하게 그룹을 작은 단위로 나누는 것을 피할 수 있으므로 누설 정보량을 줄일 수 있다. 예를 들어 6.4%의 QBER이 측정된 경우 15비트의 그룹 길이에서 단일 오류의 존재 가능성이 가장 높은데 기존 winnow 기법에서는 이를 모두 8비트의 그룹 길이로 처리한다. 따라서 기존 기법에서는 본 명세서 기법에 비해 15/8배 더 많은 그룹을 만들어내므로 공개 채널을 통해 제안 기법 대비 15/8배의 패리티 정보를 전송한다. 따라서 본 명세서 기법의 경우 그룹 길이 최적화를 통해 누설 정보를 거의 절반 정도로 크게 줄일 수 있다.As shown in the table, in the past, all QBERs in a certain range were divided by the group length unit of a specific power of 2, but in the proposed technique, the group length can be divided according to the QBER. Therefore, since it is possible to avoid unnecessary division of groups into small units, the amount of leaked information can be reduced. For example, when a QBER of 6.4% is measured, the possibility of a single error is highest in a group length of 15 bits, but in the existing winnow technique, all of them are treated as a group length of 8 bits. Therefore, since the existing technique creates 15/8 times more groups than the technique of this specification, parity information is transmitted through an open channel 15/8 times that of the proposed technique. Therefore, in the case of the technique of the present specification, leakage information can be greatly reduced to about half through group length optimization.

2.2. 명세서 기법의 효과: 다차원 형태의 신드롬 기반 IR 기법Effects of Specification Technique: Syndrome-based IR Technique in Multi-Dimensional Form

도 38은 다차원 IR 과정의 오류 정정 능력 개선 효과를 개략적으로 도시한 것이다.38 schematically illustrates an error correction capability improvement effect of a multidimensional IR process.

Winnow 기법과 같은 기존 IR 기법에서는 여러 라운드의 반복적인 오류 정정 과정을 통해 송수신부의 키 정보를 일치 시킨다. 그리고 각 라운드마다 오류의 고른 분포를 위해서 무작위 치환(random permutation)을 수행하고 그 과정의 위치 정보를 공개 채널로 전송한다. 이 과정의 수행 횟수는 QKD 시스템의 QBER에 따라 결정되는데 기존 winnow 기법의 QBER에 따른 반복 수행 횟수는 아래 표 5와 같다. 표 5에서는 QBER이 증가할수록 더 많은 횟수의 라운드를 통한 오류 정정 과정이 이루어짐을 알 수 있으며, 매 라운드의 시작 부분에서 수행하는 무작위 치환(random permutation)은 최소 5회 이상 발생한다는 것을 알 수 있다. 본 명세서에서는 그러나 기존 기법과 달리 미리 송수신부에서 약속된 X축 또는 Y축 방향으로 오류 정정 과정을 반복 수행하므로 기존 기법에서처럼 공개 채널로 무작위 치환(random permutation)한 모든 키 정보의 위치를 전송할 필요가 없다. 따라서 최소 5회 이상의 공개 채널을 통한 전송 횟수를 줄일 수 있으며, 복잡한 random algorithm의 사용도 필요하지 않으므로 IR 과정의 처리 속도를 개선할 수 있다. 또한 추가적으로 하나의 그룹에서 연접 오류 형태의 다중 오류가 발생할 경우, 본 명세서의 다 차원 신드롬 비교를 통해 도 38과 같이 한쪽 방향의 오류 정정 기법에서 고치지 못했던 오류를 다른 방향에서 고치는 효과를 기대할 수 있으므로 IR 기법의 오류 정정 능력을 개선할 수 있다.In existing IR techniques such as the Winnow technique, the key information of the transceiver unit is matched through an iterative error correction process of several rounds. In addition, random permutation is performed for an even distribution of errors in each round, and location information of the process is transmitted through an open channel. The number of executions of this process is determined according to the QBER of the QKD system, and the number of iterations according to the QBER of the existing winnow technique is shown in Table 5 below. In Table 5, it can be seen that as the QBER increases, the error correction process is performed through more rounds, and random permutation performed at the beginning of each round occurs at least 5 times. In this specification, unlike the existing techniques, however, since the error correction process is repeatedly performed in the X-axis or Y-axis direction promised in advance by the transceiver, it is necessary to transmit the location of all key information randomly permuted through the public channel as in the existing technique. does not exist. Therefore, it is possible to reduce the number of transmissions through the public channel at least 5 times or more, and since the use of a complicated random algorithm is not required, the processing speed of the IR process can be improved. In addition, when multiple errors in the form of concatenation errors occur in one group, the effect of correcting errors that could not be corrected in one direction error correction technique in the other direction can be expected as shown in FIG. 38 through the multidimensional syndrome comparison of the present specification, IR It can improve the error-correcting ability of the technique.

QBER
(%)
QBER
(%)
Group lengthGroup length
88 1616 3232 6464 128128 256256 512512 10241024 1One 1One 1One 1One 22 22 1One 1One 1One 22 1One 33 1One 1One 1One 22 1One 44 1One 1One 1One 22 1One 55 1One 1One 1One 1One 22 1One 66 1One 1One 1One 1One 22 22 77 22 1One 1One 22 1One 88 22 1One 1One 22 1One 99 22 1One 1One 1One 22 1One 1010 22 1One 1One 1One 1One 22 1One 1111 33 1One 1One 22 1One

본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.Effects obtainable through specific examples of the present specification are not limited to the effects listed above. For example, there may be various technical effects that a person having ordinary skill in the related art can understand or derive from this specification. Accordingly, the specific effects of the present specification are not limited to those explicitly described in the present specification, and may include various effects that can be understood or derived from the technical features of the present specification.

장치 및 다른 장치에 대한 예시를 도면을 통해 설명하면 아래와 같을 수 있다.Examples of the device and other devices may be described as follows through drawings.

도 39는 본 명세서의 일 실시예에 따른 장치의 예를 개략적으로 도시한 것이다.39 schematically illustrates an example of a device according to an embodiment of the present specification.

도 39에 따르면, QKD(quantum key distribution) 송신부(3910)는 QKD 수신부(3920)와 퍼블릭 채널(public channel) 및 양자 채널(quantum channel)로써 연결되어 통신을 수행할 수 있다.According to FIG. 39 , a quantum key distribution (QKD) transmitter 3910 may perform communication by being connected to a QKD receiver 3920 through a public channel and a quantum channel.

이때, QKD 송신부(3910)는 암호화기(3930)에게 비밀 키를 공급할 수 있으며, QKD 수신부(3920)도 복호화기(3940)에게 비밀 키를 공급할 수 있다. 여기서, 암호화기(3930)에는 플레인 텍스트(plain text)가 입력될 수 있으며, 암호화기(3930)는 복호화기(3940)와 (기존 통신망을 통해) 비밀 대칭 키로 암호화된 데이터를 전송할 수 있다. 아울러, 복호화기(3940)에도 플레인 텍스트가 출력될 수 있다.At this time, the QKD transmitter 3910 may supply the secret key to the encryptor 3930, and the QKD receiver 3920 may also supply the secret key to the decryptor 3940. Here, plain text may be input to the encryptor 3930, and the encryptor 3930 may transmit data encrypted with a secret symmetric key to the decryptor 3940 (through an existing communication network). In addition, plain text may also be output to the decoder 3940.

여기서, 암호화기 및 복호화기는 앞서 설명한 바와 같이 통신망을 통해 데이터를 송/수신할 수 있으며, 여기서의 통신망은 예컨대, 3GPP 계열에서의 통신망(예컨대, LTE/LTE-A/NR 기반 통신망), IEEE 계열에서의 통신망 등을 의미할 수도 있다.Here, the encrypter and the decoder can transmit/receive data through the communication network as described above, and the communication network here is, for example, a communication network in the 3GPP series (eg, an LTE/LTE-A/NR based communication network), an IEEE series It may also mean a communication network in .

한편, 암호화기(3930) 및 QKD 송신부(3910)는 하나의 장치(3950)에 포함될 수 있으며, 복호화기(3940) 및 QKD 수신부(3920) 또한 하나의 장치(3960)에 포함될 수 있다.Meanwhile, the encryptor 3930 and the QKD transmitter 3910 may be included in one device 3950, and the decryptor 3940 and the QKD receiver 3920 may also be included in one device 3960.

참고로, 도면에서는 설명의 편의를 위해, 하나의 장치(3950)에 암호화기(3930) 및 QKD 송신부(3910)만을 포함하는 구성을 도시화 했으나, 위 하나의 장치(3950)에는 QKD 송신부(3910) 및 암호화기(3930)뿐만 아니라 별도의 복호화기가 또한 포함될 수 있다. 마찬가지로, 하나의 장치(3960)에 복호화기(3940) 및 QKD 수신부(3920)뿐만 아니라 별도의 부호화기가 또한 포함될 수도 있다.For reference, in the drawing, for convenience of description, a configuration including only the encryptor 3930 and the QKD transmitter 3910 is illustrated in one device 3950, but the QKD transmitter 3910 is included in the one device 3950 and an encryptor 3930 as well as a separate decryptor may also be included. Similarly, a decoder 3940 and a QKD receiver 3920 as well as a separate encoder may also be included in one device 3960.

이하, 본 명세서의 예시에 대한 보다 원활한 이해를 위해, 도면을 통해 본 명세서의 개시에 대해 설명하도록 한다. 이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.Hereinafter, for a better understanding of the examples of the present specification, the disclosure of the present specification will be described through drawings. The following drawings are made to explain a specific example of the present specification. Since the names of specific devices or names of specific signals/messages/fields described in the drawings are provided as examples, the technical features of the present specification are not limited to the specific names used in the drawings below.

도 40은 본 명세서의 다른 실시예에 따른, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.40 is a flowchart of a method of determining key information according to another embodiment of the present specification.

도 40에 따르면, 장치는 다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송할 수 있다(S4010). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.According to FIG. 40, a device may transmit a random access (RA) preamble to another device (S4010). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신 할 수 있다(S4020). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble (S4020). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

장치는 상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행 할 수 있다(S4030). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may perform a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device (S4030). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화 할 수 있다(S4040). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may encode data based on the key information (S4040). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송 할 수 있다(S4050). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may transmit the data to the other device (S4050). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

상기 키 정보는, 상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고, 상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고, 상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고 및 상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임에 기반하여 결정될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The key information includes the device receiving parity information from the other device, the device estimating a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, and the device performing a transmission group based on the estimation of the QBER. Determines the preliminary length of the transmission group, wherein the value of the preliminary length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number, and the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M. The length is determined, but the M may be determined based on a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

이하, 본 명세서의 실시예들을, 다양한 동작의 주체 관점에서 반복 설명해보도록 한다.Hereinafter, the embodiments of the present specification will be repeatedly described from the subject point of view of various operations.

도 41은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.41 is a flowchart of a method for determining key information from a device perspective, according to an embodiment of the present specification.

장치는 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신할 수 있다(S4110). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may receive parity information from the other device (S4110). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정 할 수 있다(S4120). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may estimate a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information (S4120). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정 할 수 있다(S4130). 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the preliminary length of the transmission group based on the estimation of the QBER (S4130). The value of the reserved length for the transmission group has a value of N, and N may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

장치는 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정 할 수 있다(S4140). 상기 M은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M (S4140). M may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

장치는 상기 전송 그룹의 상기 최종 길이에 기반하여 상기 키 정보를 결정 할 수 있다(S4150). 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The device may determine the key information based on the final length of the transmission group (S4150). Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

도 42는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 장치의 일례에 대한 블록도다.42 is a block diagram of an example of an apparatus for determining key information, from a device perspective, according to an embodiment of the present specification.

도 42에 따르면, 프로세서(4200)는, 정보 수신부(4210), QBER 추정부(4220), 예비 길이 결정부(4230), 최종 길이 결정부(4240) 및 키 정보 결정부(4250)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 후술할 도 45 내지 도 55에서의 프로세서일 수 있다.According to FIG. 42 , the processor 4200 may include an information receiving unit 4210, a QBER estimation unit 4220, a preliminary length determining unit 4230, a final length determining unit 4240, and a key information determining unit 4250. can Here, the processor may be the processor in FIGS. 45 to 55 to be described later.

정보 수신부(4210) 는 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The information receiving unit 4210 may be configured to receive parity information from the other device. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

QBER 추정부(4220)는 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정 하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The QBER estimator 4220 may be configured to estimate a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

예비 길이 결정부(4230)는 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The preliminary length determining unit 4230 may be configured to determine the preliminary length of the transmission group based on the estimation of the QBER. The value of the reserved length for the transmission group has a value of N, and N may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

최종 길이 결정부(4240)는 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 M은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The final length determination unit 4240 may be configured to determine the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M. M may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

키 정보 결정부(4250)는 상기 전송 그룹의 상기 최종 길이에 기반하여 상기 키 정보를 결정 하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The key information determination unit 4250 may be configured to determine the key information based on the final length of the transmission group. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

별도로 도시하지는 않았지만, 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 구성도 제공할 수 있다.Although not shown separately, embodiments of the present specification may also provide the following configuration.

일 실시예에 따르면, 장치는, 트랜시버, 적어도 하나의 메모리 및 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 트랜시버와 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고, 상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고, 상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고, 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고 및 상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되, 상기 키 정보는, 상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고, 상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고, 상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고 및 상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to one embodiment, an apparatus includes a transceiver, at least one memory, and at least one processor operably coupled with the at least one memory and the transceiver, the processor comprising: random access (RA) to another device. configured to control the transceiver to transmit a preamble, configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble, and radio resource control (RRC) with the other device ) configured to perform a connection procedure, configured to encode data based on key information, and configured to transmit the data to the other device, wherein the key information includes the device receiving parity information from the other device and , The device estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, and the device determines a preliminary length of a transmission group based on the estimation of the QBER, wherein the value of the preliminary length for the transmission group is It has a value of N, wherein N is a natural number and the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, wherein M is a natural number. It may be a device that

본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 장치는, 적어도 하나의 메모리 및 상기 적어도 하나의 메모리와 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 트랜시버를 제어하게 구성되고, 상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고, 상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고, 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고 및 상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되, 상기 키 정보는, 상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고, 상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고, 상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고 및 상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치일 수 있다.According to another embodiment of the present specification, a device includes at least one memory and at least one processor operably coupled to the at least one memory, wherein the processor transmits a random access (RA) preamble to another device. configured to control the transceiver to transmit, configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble, and radio resource control (RRC) connection procedure with the other device configured to perform, configured to encode data based on key information and configured to transmit the data to the other device, wherein the key information is configured so that the device receives parity information from the other device, and the device Estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, and the device determines a preliminary length of a transmission group based on the estimation of the QBER, wherein the value of the preliminary length for the transmission group is a value of N wherein N is a natural number and the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, wherein M is a natural number. can be

본 명세서의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 실행되는 것에 기반하는 명령어(instruction)를 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer readable medium)에 있어서, 다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 트랜시버를 제어하게 구성되고, 상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고, 상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고, 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고 및 상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되, 상기 키 정보는, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하도록 구성되되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고 및 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하도록 구성되되, 상기 M은 자연수임에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기록매체일 수 있다.According to another embodiment of the present specification, in at least one computer readable medium including instructions based on being executed by at least one processor, another configured to control a transceiver to transmit a random access (RA) preamble to a device, and configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble, the other device And configured to perform a radio resource control (RRC) connection procedure, configured to encode data based on key information, and configured to transmit the data to the other device, wherein the key information, the at least one processor configured to control the transceiver to receive parity information from the other device, wherein the at least one processor is configured to estimate a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information, wherein the at least one processor configures the QBER Wherein the value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number, and the at least one processor determines the reserve length of the transmission group based on an estimate of It is configured to determine the final length of the transmission group based on whether it is equal to, but the M may be a recording medium characterized in that it is determined based on a natural number.

도 43은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 다른 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 방법의 순서도다.43 is a flowchart of a method of determining key information from the viewpoint of another device according to an embodiment of the present specification.

도 43에 따르면, 장치는 키 정보에 기반하여 데이터를 복호화할 수 있다(S4310). 여기서, 키 정보는 2^M의 길이를 가지는 전송 그룹의 길이에 기반하여 결정되고, 상기 M은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.According to FIG. 43, the device may decrypt data based on key information (S4310). Here, the key information is determined based on the length of a transmission group having a length of 2^M, and M may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of description.

도 44는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 다른 장치 관점에서, 키 정보를 결정하는 장치의 일례에 대한 블록도다.44 is a block diagram of an example of an apparatus for determining key information from another apparatus perspective, according to an embodiment of the present specification.

도 44에 따르면, 프로세서(4400)는, 복호화부(4410)을 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 후술할 도 45 내지 도 55에서의 프로세서일 수 있다.According to FIG. 44 , the processor 4400 may include a decoder 4410. Here, the processor may be the processor in FIGS. 45 to 55 to be described later.

복호화부(4410)는 키 정보에 기반하여 데이터를 복호화하도록 구성될 수 있다. 여기서, 키 정보는 2^M의 길이를 가지는 전송 그룹의 길이에 기반하여 결정되고, 상기 M은 자연수일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 앞서 설명한 바 및/또는 후술할 바와 같기에, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용의 반복 설명은 생략하도록 한다.The decryption unit 4410 may be configured to decrypt data based on key information. Here, the key information is determined based on the length of a transmission group having a length of 2^M, and M may be a natural number. Since more specific details about this are as described above and/or described later, repeated description of overlapping contents will be omitted for convenience of explanation.

도 45는 본 명세서에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.45 illustrates the communication system 1 applied to this specification.

도 45를 참조하면, 본 명세서에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.Referring to FIG. 45, a communication system 1 applied to this specification includes a wireless device, a base station, and a network. Here, the wireless device means a device that performs communication using a radio access technology (eg, 5G New RAT (NR), Long Term Evolution (LTE)), and may be referred to as a communication/wireless/5G device. Although not limited thereto, wireless devices include robots 100a, vehicles 100b-1 and 100b-2, XR (eXtended Reality) devices 100c, hand-held devices 100d, and home appliances 100e. ), an Internet of Thing (IoT) device 100f, and an AI device/server 400. For example, the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like. Here, the vehicle may include an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) (eg, a drone). XR devices include Augmented Reality (AR)/Virtual Reality (VR)/Mixed Reality (MR) devices, Head-Mounted Devices (HMDs), Head-Up Displays (HUDs) installed in vehicles, televisions, smartphones, It may be implemented in the form of a computer, wearable device, home appliance, digital signage, vehicle, robot, and the like. A portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, a smart glass), a computer (eg, a laptop computer, etc.), and the like. Home appliances may include a TV, a refrigerator, a washing machine, and the like. IoT devices may include sensors, smart meters, and the like. For example, a base station and a network may also be implemented as a wireless device, and a specific wireless device 200a may operate as a base station/network node to other wireless devices.

여기서, 본 명세서의 무선 기기에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE, NR 및 6G뿐만 아니라 저전력 통신을 위한 Narrowband Internet of Things를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 NB-IoT 기술은 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술의 일례일 수 있고, LTE Cat NB1 및/또는 LTE Cat NB2 등의 규격으로 구현될 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE-M 기술을 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-M 기술은 LPWAN 기술의 일례일 수 있고, eMTC(enhanced Machine Type Communication) 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, LTE-M 기술은 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL(non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, 및/또는 7) LTE M 등의 다양한 규격 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있으며 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기에서 구현되는 무선 통신 기술은 저전력 통신을 고려한 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 저전력 광역 통신망(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 ZigBee 기술은 IEEE 802.15.4 등의 다양한 규격을 기반으로 소형/저-파워 디지털 통신에 관련된 PAN(personal area networks)을 생성할 수 있으며, 다양한 명칭으로 불릴 수 있다.Here, the wireless communication technology implemented in the wireless device of the present specification may include Narrowband Internet of Things for low power communication as well as LTE, NR, and 6G. At this time, for example, NB-IoT technology may be an example of LPWAN (Low Power Wide Area Network) technology, and may be implemented in standards such as LTE Cat NB1 and / or LTE Cat NB2. no. Additionally or alternatively, the wireless communication technology implemented in the wireless device of the present specification may perform communication based on LTE-M technology. At this time, as an example, LTE-M technology may be an example of LPWAN technology, and may be called various names such as eMTC (enhanced machine type communication). For example, LTE-M technologies are 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL (non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, and/or 7) It may be implemented in at least one of various standards such as LTE M, and is not limited to the above-mentioned names. Additionally or alternatively, the wireless communication technology implemented in the wireless device of the present specification may include at least one of ZigBee, Bluetooth, and Low Power Wide Area Network (LPWAN) considering low power communication. It may be, and is not limited to the above-mentioned names. For example, ZigBee technology can generate personal area networks (PANs) related to small/low-power digital communication based on various standards such as IEEE 802.15.4, and can be called various names.

무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.The wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 300 through the base station 200 . AI (Artificial Intelligence) technology may be applied to the wireless devices 100a to 100f, and the wireless devices 100a to 100f may be connected to the AI server 400 through the network 300. The network 300 may be configured using a 3G network, a 4G (eg LTE) network, or a 5G (eg NR) network. The wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 200/network 300, but may also communicate directly (eg, sidelink communication) without going through the base station/network. For example, the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (eg, vehicle to vehicle (V2V)/vehicle to everything (V2X) communication). In addition, IoT devices (eg, sensors) may directly communicate with other IoT devices (eg, sensors) or other wireless devices 100a to 100f.

무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 명세서의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.Wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may be performed between the wireless devices 100a to 100f/base station 200 and the base station 200/base station 200. Here, wireless communication/connection refers to various wireless connections such as uplink/downlink communication 150a, sidelink communication 150b (or D2D communication), and inter-base station communication 150c (e.g. relay, Integrated Access Backhaul (IAB)). This can be achieved through technology (eg, 5G NR) Wireless communication/connection (150a, 150b, 150c) allows wireless devices and base stations/wireless devices, and base stations and base stations to transmit/receive radio signals to/from each other. For example, the wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may transmit/receive signals through various physical channels.To this end, based on various proposals of the present specification, for transmission/reception of radio signals At least some of various configuration information setting processes, various signal processing processes (eg, channel encoding/decoding, modulation/demodulation, resource mapping/demapping, etc.), resource allocation processes, etc. may be performed.

한편, NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 뉴머롤로지(numerology)(또는 subcarrier spacing(SCS))를 지원한다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)을 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)을 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)을 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원한다. Meanwhile, NR supports a number of numerologies (or subcarrier spacing (SCS)) to support various 5G services. For example, when the SCS is 15 kHz, it supports a wide area in traditional cellular bands, and when the SCS is 30 kHz/60 kHz, dense-urban, lower latency and a wider carrier bandwidth, and when the SCS is 60 kHz or higher, a bandwidth greater than 24.25 GHz is supported to overcome phase noise.

NR 주파수 밴드(frequency band)는 두 가지 타입(type)(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의될 수 있다. 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있으며, 예를 들어, 두 가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위는 하기 표 6과 같을 수 있다. 설명의 편의를 위해 NR 시스템에서 사용되는 주파수 범위 중 FR1은 "sub 6GHz range"를 의미할 수 있고, FR2는 "above 6GHz range"를 의미할 수 있고 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)로 불릴 수 있다.The NR frequency band may be defined as a frequency range of two types (FR1 and FR2). The number of frequency ranges may be changed, and for example, the frequency ranges of the two types (FR1 and FR2) may be shown in Table 6 below. For convenience of explanation, among the frequency ranges used in the NR system, FR1 may mean "sub 6 GHz range" and FR2 may mean "above 6 GHz range" and may be called millimeter wave (mmW) .

Frequency Range designationFrequency range designation Corresponding frequency range Corresponding frequency range Subcarrier SpacingSubcarrier Spacing FR1FR1 450MHz - 6000MHz450MHz - 6000MHz 15, 30, 60kHz15, 30, 60 kHz FR2FR2 24250MHz - 52600MHz24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz60, 120, 240 kHz

상술한 바와 같이, NR 시스템의 주파수 범위의 수치는 변경될 수 있다. 예를 들어, FR1은 하기 표 7과 같이 410MHz 내지 7125MHz의 대역을 포함할 수 있다. 즉, FR1은 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들어, FR1 내에서 포함되는 6GHz (또는 5850, 5900, 5925 MHz 등) 이상의 주파수 대역은 비면허 대역(unlicensed band)을 포함할 수 있다. 비면허 대역은 다양한 용도로 사용될 수 있고, 예를 들어 차량을 위한 통신(예를 들어, 자율주행)을 위해 사용될 수 있다.As described above, the number of frequency ranges of the NR system can be changed. For example, FR1 may include a band of 410 MHz to 7125 MHz as shown in Table 7 below. That is, FR1 may include a frequency band of 6 GHz (or 5850, 5900, 5925 MHz, etc.) or higher. For example, a frequency band of 6 GHz (or 5850, 5900, 5925 MHz, etc.) or higher included in FR1 may include an unlicensed band. The unlicensed band may be used for various purposes, and may be used, for example, for vehicle communication (eg, autonomous driving).

Frequency Range designationFrequency range designation Corresponding frequency range Corresponding frequency range Subcarrier SpacingSubcarrier Spacing FR1FR1 410MHz - 7125MHz410MHz - 7125MHz 15, 30, 60kHz15, 30, 60 kHz FR2FR2 24250MHz - 52600MHz24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz60, 120, 240 kHz

이하에서는, 본 명세서가 적용되는 무선 기기의 예에 대해 설명한다.도 46은 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.Hereinafter, an example of a wireless device to which the present specification is applied will be described. FIG. 46 illustrates a wireless device to which the present specification can be applied.

도 46을 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 45의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 46 , the first wireless device 100 and the second wireless device 200 may transmit and receive radio signals through various radio access technologies (eg, LTE, NR). Here, {the first wireless device 100, the second wireless device 200} is the {wireless device 100x, the base station 200} of FIG. 45 and/or the {wireless device 100x, the wireless device 100x. } can correspond.

제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시되 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)를 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 명세서에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.The first wireless device 100 includes one or more processors 102 and one or more memories 104, and may additionally include one or more transceivers 106 and/or one or more antennas 108. The processor 102 controls the memory 104 and/or the transceiver 106 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or flowcharts of operations disclosed herein. For example, the processor 102 may process information in the memory 104 to generate first information/signal, and transmit a radio signal including the first information/signal through the transceiver 106. In addition, the processor 102 may receive a radio signal including the second information/signal through the transceiver 106, and then store information obtained from signal processing of the second information/signal in the memory 104. The memory 104 may be connected to the processor 102 and may store various information related to the operation of the processor 102 . For example, memory 104 may perform some or all of the processes controlled by processor 102, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them. Here, the processor 102 and memory 104 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR). The transceiver 106 may be coupled to the processor 102 and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 108 . The transceiver 106 may include a transmitter and/or a receiver. The transceiver 106 may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit. In this specification, a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.

제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 명세서에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.The second wireless device 200 includes one or more processors 202, one or more memories 204, and may further include one or more transceivers 206 and/or one or more antennas 208. Processor 202 controls memory 204 and/or transceiver 206 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. For example, the processor 202 may process information in the memory 204 to generate third information/signal, and transmit a radio signal including the third information/signal through the transceiver 206. In addition, the processor 202 may receive a radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206 and store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204 . The memory 204 may be connected to the processor 202 and may store various information related to the operation of the processor 202 . For example, memory 204 may perform some or all of the processes controlled by processor 202, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them. Here, the processor 202 and memory 204 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR). The transceiver 206 may be coupled to the processor 202 and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208 . The transceiver 206 may include a transmitter and/or a receiver. The transceiver 206 may be used interchangeably with an RF unit. In this specification, a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.

이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.Hereinafter, hardware elements of the wireless devices 100 and 200 will be described in more detail. Although not limited to this, one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 102, 202. For example, one or more processors 102, 202 may implement one or more layers (eg, functional layers such as PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP). One or more processors 102, 202 may generate one or more Protocol Data Units (PDUs) and/or one or more Service Data Units (SDUs) in accordance with the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts disclosed herein. can create One or more processors 102, 202 may generate messages, control information, data or information according to the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein. One or more processors 102, 202 generate PDUs, SDUs, messages, control information, data or signals (e.g., baseband signals) containing information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed herein , can be provided to one or more transceivers 106, 206. One or more processors 102, 202 may receive signals (eg, baseband signals) from one or more transceivers 106, 206, and descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein PDUs, SDUs, messages, control information, data or information can be obtained according to these.

하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. One or more processors 102, 202 may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor or microcomputer. One or more processors 102, 202 may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. For example, one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), one or more Digital Signal Processors (DSPs), one or more Digital Signal Processing Devices (DSPDs), one or more Programmable Logic Devices (PLDs), or one or more Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). may be included in one or more processors 102 and 202. The descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flowcharts disclosed in this document may be implemented using firmware or software, and the firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like. Firmware or software configured to perform the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein may be included in one or more processors 102, 202 or stored in one or more memories 104, 204 and It can be driven by the above processors 102 and 202. The descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow charts disclosed in this document may be implemented using firmware or software in the form of codes, instructions and/or sets of instructions.

하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.One or more memories 104, 204 may be coupled with one or more processors 102, 202 and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions and/or instructions. One or more memories 104, 204 may be comprised of ROM, RAM, EPROM, flash memory, hard drives, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or combinations thereof. One or more memories 104, 204 may be located internally and/or external to one or more processors 102, 202. Additionally, one or more memories 104, 204 may be coupled to one or more processors 102, 202 through various technologies, such as wired or wireless connections.

하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.One or more transceivers 106, 206 may transmit user data, control information, radio signals/channels, etc., as referred to in the methods and/or operational flow charts herein, to one or more other devices. One or more transceivers 106, 206 may receive user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts, etc. disclosed herein from one or more other devices. there is. For example, one or more transceivers 106 and 206 may be connected to one or more processors 102 and 202 and transmit and receive wireless signals. For example, one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to transmit user data, control information, or radio signals to one or more other devices. Additionally, one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to receive user data, control information, or radio signals from one or more other devices. In addition, one or more transceivers 106, 206 may be coupled with one or more antennas 108, 208, and one or more transceivers 106, 206 via one or more antennas 108, 208, as described herein, function. , procedures, proposals, methods and / or operation flowcharts, etc. can be set to transmit and receive user data, control information, radio signals / channels, etc. In this document, one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports). One or more transceivers (106, 206) convert the received radio signals/channels from RF band signals in order to process the received user data, control information, radio signals/channels, etc. using one or more processors (102, 202). It can be converted into a baseband signal. One or more transceivers 106 and 206 may convert user data, control information, and radio signals/channels processed by one or more processors 102 and 202 from baseband signals to RF band signals. To this end, one or more of the transceivers 106, 206 may include (analog) oscillators and/or filters.

도 47은 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기의 다른 예를 도시한다.47 shows another example of a wireless device that can be applied to this specification.

도 47에 따르면, 무선 장치는 적어도 하나의 프로세서(102, 202), 적어도 하나의 메모리(104, 204), 적어도 하나의 트랜시버(106, 206), 하나 이상의 안테나(108, 208)를 포함할 수 있다.47, a wireless device may include at least one processor 102, 202, at least one memory 104, 204, at least one transceiver 106, 206, and one or more antennas 108, 208. there is.

앞서 도 46에서 설명한 무선 장치의 예시와, 도 47에서의 무선 장치의 예시의 차이로써, 도 46은 프로세서(102, 202)와 메모리(104, 204)가 분리되어 있으나, 도 47의 예시에서는 프로세서(102, 202)에 메모리(104, 204)가 포함되어 있다는 점이다.As a difference between the example of the wireless device described above in FIG. 46 and the example of the wireless device in FIG. 47, the processors 102 and 202 and the memories 104 and 204 are separated in FIG. 46, but in the example of FIG. 47, the processor Note that (102, 202) includes the memory (104, 204).

여기서, 프로세서(102, 202), 메모리(104, 204), 트랜시버(106, 206), 하나 이상의 안테나(108, 208)에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 기재의 반복을 피하기 위해, 반복되는 설명의 기재는 생략하도록 한다.Here, since the detailed description of the processors 102 and 202, the memories 104 and 204, the transceivers 106 and 206, and one or more antennas 108 and 208 have been described above, in order to avoid repetition of unnecessary description, Description of repeated description is omitted.

이하에서는, 본 명세서가 적용되는 신호 처리 회로의 예를 설명한다.Hereinafter, an example of a signal processing circuit to which the present specification is applied will be described.

도 48은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.48 illustrates a signal processing circuit for a transmission signal.

도 48를 참조하면, 신호 처리 회로(1000)는 스크램블러(1010), 변조기(1020), 레이어 매퍼(1030), 프리코더(1040), 자원 매퍼(1050), 신호 생성기(1060)를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 도 48의 동작/기능은 도 46의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 수행될 수 있다. 도 48의 하드웨어 요소는 도 46의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록 1010~1060은 도 46의 프로세서(102, 202)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1010~1050은 도 46의 프로세서(102, 202)에서 구현되고, 블록 1060은 도 46의 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다.Referring to FIG. 48 , the signal processing circuit 1000 may include a scrambler 1010, a modulator 1020, a layer mapper 1030, a precoder 1040, a resource mapper 1050, and a signal generator 1060. there is. Although not limited to this, the operations/functions of FIG. 48 may be performed by processors 102 and 202 and/or transceivers 106 and 206 of FIG. 46 . The hardware elements of FIG. 48 may be implemented in processors 102 and 202 and/or transceivers 106 and 206 of FIG. 46 . For example, blocks 1010-1060 may be implemented in processors 102 and 202 of FIG. 46 . Also, blocks 1010 to 1050 may be implemented in the processors 102 and 202 of FIG. 46 , and block 1060 may be implemented in the transceivers 106 and 206 of FIG. 46 .

코드워드는 도 48의 신호 처리 회로(1000)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다.The codeword may be converted into a radio signal through the signal processing circuit 1000 of FIG. 48 . Here, a codeword is an encoded bit sequence of an information block. Information blocks may include transport blocks (eg, UL-SCH transport blocks, DL-SCH transport blocks). Radio signals may be transmitted through various physical channels (eg, PUSCH, PDSCH).

구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1010)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1020)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying), m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등을 포함할 수 있다. 복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1030)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1040)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1040)의 출력 z는 레이어 매퍼(1030)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1040)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1040)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.Specifically, the codeword may be converted into a scrambled bit sequence by the scrambler 1010. A scramble sequence used for scrambling is generated based on an initialization value, and the initialization value may include ID information of a wireless device. The scrambled bit sequence may be modulated into a modulation symbol sequence by modulator 1020. The modulation scheme may include pi/2-Binary Phase Shift Keying (pi/2-BPSK), m-Phase Shift Keying (m-PSK), m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM), and the like. The complex modulation symbol sequence may be mapped to one or more transport layers by the layer mapper 1030. Modulation symbols of each transport layer may be mapped to the corresponding antenna port(s) by the precoder 1040 (precoding). The output z of the precoder 1040 can be obtained by multiplying the output y of the layer mapper 1030 by the N*M precoding matrix W. Here, N is the number of antenna ports and M is the number of transport layers. Here, the precoder 1040 may perform precoding after performing transform precoding (eg, DFT transformation) on complex modulation symbols. Also, the precoder 1040 may perform precoding without performing transform precoding.

자원 매퍼(1050)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1060)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1060)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.The resource mapper 1050 may map modulation symbols of each antenna port to time-frequency resources. The time-frequency resource may include a plurality of symbols (eg, CP-OFDMA symbols and DFT-s-OFDMA symbols) in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain. The signal generator 1060 generates a radio signal from the mapped modulation symbols, and the generated radio signal can be transmitted to other devices through each antenna. To this end, the signal generator 1060 may include an inverse fast Fourier transform (IFFT) module, a cyclic prefix (CP) inserter, a digital-to-analog converter (DAC), a frequency uplink converter, and the like. .

무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 48의 신호 처리 과정(1010~1060)의 역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(예, 도 46의 100, 200)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(Fast Fourier Transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.The signal processing process for the received signal in the wireless device may be configured in reverse to the signal processing process 1010 to 1060 of FIG. 48 . For example, wireless devices (eg, 100 and 200 of FIG. 46 ) may receive a wireless signal from the outside through an antenna port/transceiver. The received radio signal may be converted into a baseband signal through a signal restorer. To this end, the signal restorer may include a frequency downlink converter, an analog-to-digital converter (ADC), a CP remover, and a fast Fourier transform (FFT) module. Thereafter, the baseband signal may be restored to a codeword through a resource de-mapper process, a postcoding process, a demodulation process, and a de-scramble process. The codeword may be restored to an original information block through decoding. Accordingly, a signal processing circuit (not shown) for a received signal may include a signal restorer, a resource demapper, a postcoder, a demodulator, a descrambler, and a decoder.

이하에서는, 본 명세서가 적용되는 무선 기기 활용 예에 대해 설명한다.Hereinafter, an example of using a wireless device to which the present specification is applied will be described.

도 49는 본 명세서에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 45 참조).49 shows another example of a wireless device applied to this specification. A wireless device may be implemented in various forms according to usage-examples/services (see FIG. 45).

도 49을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 46의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 46의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 46의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)를 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.Referring to FIG. 49, wireless devices 100 and 200 correspond to the wireless devices 100 and 200 of FIG. 46, and include various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be configured. For example, the wireless devices 100 and 200 may include a communication unit 110 , a control unit 120 , a memory unit 130 and an additional element 140 . The communication unit may include communication circuitry 112 and transceiver(s) 114 . For example, communication circuitry 112 may include one or more processors 102, 202 of FIG. 46 and/or one or more memories 104, 204. For example, transceiver(s) 114 may include one or more transceivers 106, 206 of FIG. 46 and/or one or more antennas 108, 208. The control unit 120 is electrically connected to the communication unit 110, the memory unit 130, and the additional element 140 and controls overall operations of the wireless device. For example, the control unit 120 may control electrical/mechanical operations of the wireless device based on programs/codes/commands/information stored in the memory unit 130. In addition, the controller 120 transmits the information stored in the memory unit 130 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 110 through a wireless/wired interface, or transmits the information stored in the memory unit 130 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 110. Information received through a wireless/wired interface from other communication devices) may be stored in the memory unit 130 .

추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 45, 100a), 차량(도 45, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 45, 100c), 휴대 기기(도 45, 100d), 가전(도 45, 100e), IoT 기기(도 45, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 45, 400), 기지국(도 45, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.The additional element 140 may be configured in various ways according to the type of wireless device. For example, the additional element 140 may include at least one of a power unit/battery, an I/O unit, a driving unit, and a computing unit. Although not limited thereto, wireless devices include robots (Fig. 45, 100a), vehicles (Figs. (FIG. 45, 100e), IoT device (FIG. 45, 100f), digital broadcasting terminal, hologram device, public safety device, MTC device, medical device, fintech device (or financial device), security device, climate/environmental device, It may be implemented in the form of an AI server/device (Fig. 45, 400), a base station (Fig. 45, 200), a network node, and the like. Wireless devices can be mobile or used in a fixed location depending on the use-case/service.

도 49에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.In FIG. 49, various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless devices 100 and 200 may be entirely interconnected through a wired interface or at least partially connected wirelessly through the communication unit 110. For example, in the wireless devices 100 and 200, the control unit 120 and the communication unit 110 are connected by wire, and the control unit 120 and the first units (eg, 130 and 140) are connected through the communication unit 110. Can be connected wirelessly. Additionally, each element, component, unit/unit, and/or module within the wireless device 100, 200 may further include one or more elements. For example, the control unit 120 may be composed of one or more processor sets. For example, the controller 120 may include a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, a memory control processor, and the like. As another example, the memory unit 130 may include random access memory (RAM), dynamic RAM (DRAM), read only memory (ROM), flash memory, volatile memory, and non-volatile memory. volatile memory) and/or a combination thereof.

이하, 도 49의 구현 예에 대해 도면을 참조하여 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, an implementation example of FIG. 49 will be described in more detail with reference to drawings.

도 50은 본 명세서에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)를 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station) 또는 WT(Wireless terminal)로 지칭될 수 있다.50 illustrates a portable device applied to this specification. A portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, a smart glass), and a portable computer (eg, a laptop computer). A mobile device may be referred to as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), or a wireless terminal (WT).

도 50를 참조하면, 휴대 기기(100)는 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 전원공급부(140a), 인터페이스부(140b) 및 입출력부(140c)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110~130/140a~140c는 각각 도 49의 블록 110~130/140에 대응한다.Referring to FIG. 50, a portable device 100 includes an antenna unit 108, a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, a power supply unit 140a, an interface unit 140b, and an input/output unit 140c. ) may be included. The antenna unit 108 may be configured as part of the communication unit 110 . Blocks 110 to 130/140a to 140c respectively correspond to blocks 110 to 130/140 of FIG. 49 .

통신부(110)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 휴대 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는 휴대 기기(100)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(140a)는 휴대 기기(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 휴대 기기(100)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(140c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(140c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(140d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other wireless devices and base stations. The controller 120 may perform various operations by controlling components of the portable device 100 . The control unit 120 may include an application processor (AP). The memory unit 130 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the portable device 100 . In addition, the memory unit 130 may store input/output data/information. The power supply unit 140a supplies power to the portable device 100 and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like. The interface unit 140b may support connection between the portable device 100 and other external devices. The interface unit 140b may include various ports (eg, audio input/output ports and video input/output ports) for connection with external devices. The input/output unit 140c may receive or output image information/signal, audio information/signal, data, and/or information input from a user. The input/output unit 140c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 140d, a speaker, and/or a haptic module.

일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(140c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장될 수 있다. 통신부(110)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장된 뒤, 입출력부(140c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 헵틱)로 출력될 수 있다.For example, in the case of data communication, the input/output unit 140c obtains information/signals (eg, touch, text, voice, image, video) input from the user, and the acquired information/signals are stored in the memory unit 130. can be stored The communication unit 110 may convert the information/signal stored in the memory into a wireless signal, and directly transmit the converted wireless signal to another wireless device or to a base station. In addition, the communication unit 110 may receive a radio signal from another wireless device or a base station and then restore the received radio signal to original information/signal. After the restored information/signal is stored in the memory unit 130, it may be output in various forms (eg, text, voice, image, video, haptic) through the input/output unit 140c.

도 51은 본 명세서에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 51 illustrates a vehicle or an autonomous vehicle applied in this specification.

차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.Vehicles or autonomous vehicles may be implemented as mobile robots, vehicles, trains, manned/unmanned aerial vehicles (AVs), ships, and the like.

도 51를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 49의 블록 110/130/140에 대응한다.Referring to FIG. 51 , a vehicle or autonomous vehicle 100 includes an antenna unit 108, a communication unit 110, a control unit 120, a driving unit 140a, a power supply unit 140b, a sensor unit 140c, and an autonomous driving unit. A portion 140d may be included. The antenna unit 108 may be configured as part of the communication unit 110 . Blocks 110/130/140a to 140d correspond to blocks 110/130/140 of FIG. 49 , respectively.

통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with external devices such as other vehicles, base stations (e.g. base stations, roadside base stations, etc.), servers, and the like. The controller 120 may perform various operations by controlling elements of the vehicle or autonomous vehicle 100 . The controller 120 may include an Electronic Control Unit (ECU). The driving unit 140a may drive the vehicle or autonomous vehicle 100 on the ground. The driving unit 140a may include an engine, a motor, a power train, a wheel, a brake, a steering device, and the like. The power supply unit 140b supplies power to the vehicle or autonomous vehicle 100, and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like. The sensor unit 140c may obtain vehicle conditions, surrounding environment information, and user information. The sensor unit 140c includes an inertial measurement unit (IMU) sensor, a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, a weight detection sensor, a heading sensor, a position module, and a vehicle forward. /Can include a reverse sensor, battery sensor, fuel sensor, tire sensor, steering sensor, temperature sensor, humidity sensor, ultrasonic sensor, illuminance sensor, pedal position sensor, and the like. The autonomous driving unit 140d includes a technology for maintaining a driving lane, a technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, a technology for automatically driving along a predetermined route, and a technology for automatically setting a route when a destination is set and driving. technology can be implemented.

일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.For example, the communication unit 110 may receive map data, traffic information data, and the like from an external server. The autonomous driving unit 140d may generate an autonomous driving route and a driving plan based on the acquired data. The controller 120 may control the driving unit 140a so that the vehicle or autonomous vehicle 100 moves along the autonomous driving path according to the driving plan (eg, speed/direction adjustment). During autonomous driving, the communicator 110 may non-/periodically obtain the latest traffic information data from an external server and obtain surrounding traffic information data from surrounding vehicles. In addition, during autonomous driving, the sensor unit 140c may acquire vehicle state and surrounding environment information. The autonomous driving unit 140d may update an autonomous driving route and a driving plan based on newly acquired data/information. The communication unit 110 may transmit information about a vehicle location, an autonomous driving route, a driving plan, and the like to an external server. The external server may predict traffic information data in advance using AI technology based on information collected from the vehicle or self-driving vehicles, and may provide the predicted traffic information data to the vehicle or self-driving vehicles.

도 52는 본 명세서에 적용되는 차량을 예시한다. 차량은 운송수단, 기차, 비행체, 선박 등으로도 구현될 수 있다.52 illustrates a vehicle applied in this specification. A vehicle may be implemented as a means of transportation, a train, an air vehicle, a ship, and the like.

도 52을 참조하면, 차량(100)은 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a) 및 위치 측정부(140b)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140b는 각각 도 X3의 블록 110~130/140에 대응한다.Referring to FIG. 52 , the vehicle 100 may include a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, an input/output unit 140a, and a position measuring unit 140b. Here, blocks 110 to 130/140a to 140b correspond to blocks 110 to 130/140 of FIG. X3, respectively.

통신부(110)는 다른 차량, 또는 기지국 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(130)는 차량(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 메모리부(130) 내의 정보에 기반하여 AR/VR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 HUD를 포함할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 차량(100)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 정보는 차량(100)의 절대 위치 정보, 주행선 내에서의 위치 정보, 가속도 정보, 주변 차량과의 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 GPS 및 다양한 센서들을 포함할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other vehicles or external devices such as base stations. The controller 120 may perform various operations by controlling components of the vehicle 100 . The memory unit 130 may store data/parameters/programs/codes/commands supporting various functions of the vehicle 100 . The input/output unit 140a may output an AR/VR object based on information in the memory unit 130. The input/output unit 140a may include a HUD. The location measurement unit 140b may obtain location information of the vehicle 100 . The location information may include absolute location information of the vehicle 100, location information within a driving line, acceleration information, and location information with neighboring vehicles. The location measuring unit 140b may include GPS and various sensors.

일 예로, 차량(100)의 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 정보, 교통 정보 등을 수신하여 메모리부(130)에 저장할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 GPS 및 다양한 센서를 통하여 차량 위치 정보를 획득하여 메모리부(130)에 저장할 수 있다. 제어부(120)는 지도 정보, 교통 정보 및 차량 위치 정보 등에 기반하여 가상 오브젝트를 생성하고, 입출력부(140a)는 생성된 가상 오브젝트를 차량 내 유리창에 표시할 수 있다(1410, 1420). 또한, 제어부(120)는 차량 위치 정보에 기반하여 차량(100)이 주행선 내에서 정상적으로 운행되고 있는지 판단할 수 있다. 차량(100)이 주행선을 비정상적으로 벗어나는 경우, 제어부(120)는 입출력부(140a)를 통해 차량 내 유리창에 경고를 표시할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 주변 차량들에게 주행 이상에 관한 경고 메세지를 방송할 수 있다. 상황에 따라, 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 관계 기관에게 차량의 위치 정보와, 주행/차량 이상에 관한 정보를 전송할 수 있다. For example, the communication unit 110 of the vehicle 100 may receive map information, traffic information, and the like from an external server and store them in the memory unit 130 . The location measurement unit 140b may acquire vehicle location information through GPS and various sensors and store it in the memory unit 130 . The controller 120 may generate a virtual object based on map information, traffic information, vehicle location information, etc., and the input/output unit 140a may display the created virtual object on a window in the vehicle (1410, 1420). In addition, the controller 120 may determine whether the vehicle 100 is normally operated within the driving line based on the vehicle location information. When the vehicle 100 abnormally deviate from the driving line, the controller 120 may display a warning on a window in the vehicle through the input/output unit 140a. In addition, the controller 120 may broadcast a warning message about driving abnormality to surrounding vehicles through the communication unit 110 . Depending on circumstances, the controller 120 may transmit vehicle location information and information on driving/vehicle abnormalities to related agencies through the communication unit 110 .

도 53은 본 명세서에 적용되는 XR 기기를 예시한다. XR 기기는 HMD, 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등으로 구현될 수 있다.53 illustrates an XR device applied herein. The XR device may be implemented as an HMD, a head-up display (HUD) provided in a vehicle, a television, a smartphone, a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a robot, and the like.

도 53을 참조하면, XR 기기(100a)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a), 센서부(140b) 및 전원공급부(140c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140c은 각각 도 X3의 블록 110~130/140에 대응한다.Referring to FIG. 53, the XR device 100a may include a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, an input/output unit 140a, a sensor unit 140b, and a power supply unit 140c. . Here, blocks 110 to 130/140a to 140c correspond to blocks 110 to 130/140 of FIG. X3, respectively.

통신부(110)는 다른 무선 기기, 휴대 기기, 또는 미디어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 미디어 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 미디어 데이터는 영상, 이미지, 소리 등을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 XR 기기(100a)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성 및 처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리부(130)는 XR 기기(100a)의 구동/XR 오브젝트의 생성에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 외부로부터 제어 정보, 데이터 등을 획득하며, 생성된 XR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(140b)는 XR 기기 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140c)는 XR 기기(100a)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, media data, control signals, etc.) with external devices such as other wireless devices, portable devices, or media servers. Media data may include video, image, sound, and the like. The controller 120 may perform various operations by controlling components of the XR device 100a. For example, the controller 120 may be configured to control and/or perform procedures such as video/image acquisition, (video/image) encoding, and metadata generation and processing. The memory unit 130 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the XR device 100a/creating an XR object. The input/output unit 140a may obtain control information, data, etc. from the outside and output the created XR object. The input/output unit 140a may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit, a speaker, and/or a haptic module. The sensor unit 140b may obtain XR device status, surrounding environment information, user information, and the like. The sensor unit 140b may include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and/or a radar. there is. The power supply unit 140c supplies power to the XR device 100a and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.

일 예로, XR 기기(100a)의 메모리부(130)는 XR 오브젝트(예, AR/VR/MR 오브젝트)의 생성에 필요한 정보(예, 데이터 등)를 포함할 수 있다. 입출력부(140a)는 사용자로부터 XR 기기(100a)를 조작하는 명령을 회득할 수 있으며, 제어부(120)는 사용자의 구동 명령에 따라 XR 기기(100a)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 XR 기기(100a)를 통해 영화, 뉴스 등을 시청하려고 하는 경우, 제어부(120)는 통신부(130)를 통해 컨텐츠 요청 정보를 다른 기기(예, 휴대 기기(100b)) 또는 미디어 서버에 전송할 수 있다. 통신부(130)는 다른 기기(예, 휴대 기기(100b)) 또는 미디어 서버로부터 영화, 뉴스 등의 컨텐츠를 메모리부(130)로 다운로드/스트리밍 받을 수 있다. 제어부(120)는 컨텐츠에 대해 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성/처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하며, 입출력부(140a)/센서부(140b)를 통해 획득한 주변 공간 또는 현실 오브젝트에 대한 정보에 기반하여 XR 오브젝트를 생성/출력할 수 있다.For example, the memory unit 130 of the XR device 100a may include information (eg, data, etc.) necessary for generating an XR object (eg, AR/VR/MR object). The input/output unit 140a may obtain a command to operate the XR device 100a from a user, and the control unit 120 may drive the XR device 100a according to the user's driving command. For example, when a user tries to watch a movie, news, etc. through the XR device 100a, the control unit 120 transmits content request information to another device (eg, the mobile device 100b) or through the communication unit 130. can be sent to the media server. The communication unit 130 may download/stream content such as movies and news from another device (eg, the portable device 100b) or a media server to the memory unit 130 . The control unit 120 controls and/or performs procedures such as video/image acquisition, (video/image) encoding, metadata generation/processing, etc. for content, and acquisition through the input/output unit 140a/sensor unit 140b. An XR object may be created/output based on information about a surrounding space or a real object.

또한, XR 기기(100a)는 통신부(110)를 통해 휴대 기기(100b)와 무선으로 연결되며, XR 기기(100a)의 동작은 휴대 기기(100b)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 휴대 기기(100b)는 XR 기기(100a)에 대한 콘트롤러로 동작할 수 있다. 이를 위해, XR 기기(100a)는 휴대 기기(100b)의 3차원 위치 정보를 획득한 뒤, 휴대 기기(100b)에 대응하는 XR 개체를 생성하여 출력할 수 있다. In addition, the XR device 100a is wirelessly connected to the portable device 100b through the communication unit 110, and the operation of the XR device 100a may be controlled by the portable device 100b. For example, the mobile device 100b may operate as a controller for the XR device 100a. To this end, the XR device 100a may acquire 3D location information of the portable device 100b and then generate and output an XR object corresponding to the portable device 100b.

도 54는 본 명세서에 적용되는 로봇을 예시한다. 로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류될 수 있다.54 illustrates a robot applied in this specification. Robots may be classified into industrial, medical, household, military, and the like depending on the purpose or field of use.

도 54을 참조하면, 로봇(100)은 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a), 센서부(140b) 및 구동부(140c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140c은 각각 도 X3의 블록 110~130/140에 대응한다.Referring to FIG. 54 , the robot 100 may include a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, an input/output unit 140a, a sensor unit 140b, and a driving unit 140c. Here, blocks 110 to 130/140a to 140c correspond to blocks 110 to 130/140 of FIG. X3, respectively.

통신부(110)는 다른 무선 기기, 다른 로봇, 또는 제어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 구동 정보, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 로봇(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(130)는 로봇(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 로봇(100)의 외부로부터 정보를 획득하며, 로봇(100)의 외부로 정보를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(140b)는 로봇(100)의 내부 정보, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 레이더 등을 포함할 수 있다. 구동부(140c)는 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 구동부(140c)는 로봇(100)을 지상에서 주행하거나 공중에서 비행하게 할 수 있다. 구동부(140c)는 액츄에이터, 모터, 바퀴, 브레이크, 프로펠러 등을 포함할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, driving information, control signals, etc.) with external devices such as other wireless devices, other robots, or control servers. The controller 120 may perform various operations by controlling components of the robot 100 . The memory unit 130 may store data/parameters/programs/codes/commands supporting various functions of the robot 100. The input/output unit 140a may obtain information from the outside of the robot 100 and output the information to the outside of the robot 100 . The input/output unit 140a may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit, a speaker, and/or a haptic module. The sensor unit 140b may obtain internal information of the robot 100, surrounding environment information, user information, and the like. The sensor unit 140b may include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, a radar, and the like. The driving unit 140c may perform various physical operations such as moving a robot joint. In addition, the driving unit 140c may make the robot 100 drive on the ground or fly in the air. The driving unit 140c may include actuators, motors, wheels, brakes, propellers, and the like.

도 55는 본 명세서에 적용되는 AI 기기를 예시한다. 55 illustrates an AI device applied to this specification.

AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.AI devices include fixed or mobile devices such as TVs, projectors, smartphones, PCs, laptops, digital broadcasting terminals, tablet PCs, wearable devices, set-top boxes (STBs), radios, washing machines, refrigerators, digital signage, robots, and vehicles. It can be implemented with possible devices and the like.

도 55를 참조하면, AI 기기(100)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입/출력부(140a/140b), 러닝 프로세서부(140c) 및 센서부(140d)를 포함할 수 있다. 블록 110~130/140a~140d는 각각 도 X3의 블록 110~130/140에 대응한다.Referring to FIG. 55, the AI device 100 includes a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, an input/output unit 140a/140b, a running processor unit 140c, and a sensor unit 140d. can include Blocks 110-130/140a-140d correspond to blocks 110-130/140 of Figure X3, respectively.

통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 W1, 100x, 200, 400)나 AI 서버(200) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 메모리부(130) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(130)로 전달할 수 있다.The communication unit 110 transmits wired/wireless signals (eg, sensor information, user input, learning) to other AI devices (eg, FIG. W1, 100x, 200, 400) or external devices such as the AI server 200 using wired/wireless communication technology. models, control signals, etc.) can be transmitted and received. To this end, the communication unit 110 may transmit information in the memory unit 130 to an external device or transmit a signal received from the external device to the memory unit 130 .

제어부(120)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 AI 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 러닝 프로세서부(140c) 또는 메모리부(130)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(130) 또는 러닝 프로세서부(140c)에 저장하거나, AI 서버(도 W1, 400) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.The controller 120 may determine at least one feasible operation of the AI device 100 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the controller 120 may perform the determined operation by controlling components of the AI device 100 . For example, the controller 120 may request, retrieve, receive, or utilize data from the learning processor unit 140c or the memory unit 130, and may perform a predicted operation among at least one feasible operation or an operation determined to be desirable. Components of the AI device 100 may be controlled to execute an operation. In addition, the control unit 120 collects history information including user feedback on the operation contents or operation of the AI device 100 and stores it in the memory unit 130 or the running processor unit 140c, or the AI server ( It can be transmitted to an external device such as FIG. W1, 400). The collected history information can be used to update the learning model.

메모리부(130)는 AI 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(130)는 입력부(140a)로부터 얻은 데이터, 통신부(110)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(140c)의 출력 데이터, 및 센싱부(140)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 제어부(120)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.The memory unit 130 may store data supporting various functions of the AI device 100 . For example, the memory unit 130 may store data obtained from the input unit 140a, data obtained from the communication unit 110, output data from the learning processor unit 140c, and data obtained from the sensing unit 140. In addition, the memory unit 130 may store control information and/or software codes necessary for operation/execution of the control unit 120 .

입력부(140a)는 AI 기기(100)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(120)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(140a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(140b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(140b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(100)의 내부 정보, AI 기기(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(140)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.The input unit 140a may obtain various types of data from the outside of the AI device 100. For example, the input unit 120 may obtain learning data for model learning and input data to which the learning model is to be applied. The input unit 140a may include a camera, a microphone, and/or a user input unit. The output unit 140b may generate an output related to sight, hearing, or touch. The output unit 140b may include a display unit, a speaker, and/or a haptic module. The sensing unit 140 may obtain at least one of internal information of the AI device 100, surrounding environment information of the AI device 100, and user information by using various sensors. The sensing unit 140 may include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and/or a radar. there is.

러닝 프로세서부(140c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(140c)는 AI 서버(도 W1, 400)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(140c)는 통신부(110)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(130)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(140c)의 출력 값은 통신부(110)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(130)에 저장될 수 있다.The learning processor unit 140c may learn a model composed of an artificial neural network using learning data. The running processor unit 140c may perform AI processing together with the running processor unit of the AI server (FIG. W1, 400). The learning processor unit 140c may process information received from an external device through the communication unit 110 and/or information stored in the memory unit 130 . In addition, the output value of the learning processor unit 140c may be transmitted to an external device through the communication unit 110 and/or stored in the memory unit 130.

본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.The claims set forth herein can be combined in a variety of ways. For example, the technical features of the method claims of this specification may be combined to be implemented as a device, and the technical features of the device claims of this specification may be combined to be implemented as a method. In addition, the technical features of the method claims of the present specification and the technical features of the device claims may be combined to be implemented as a device, and the technical features of the method claims of the present specification and the technical features of the device claims may be combined to be implemented as a method.

Claims (15)

양자 암호 통신 시스템에서, 장치에 의해 수행되는, 키 정보를 결정하는 방법에 있어서,
다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하고;
상기 키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하고; 및
상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하되,
상기 키 정보는,
상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고;
상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고;
상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고; 및
상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임;
에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
In a quantum cryptographic communication system, a method for determining key information performed by an apparatus,
transmits a random access (RA) preamble to another device;
Receiving a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble;
performing a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
encode data based on the key information; and
Transmitting the data to the other device,
The key information is
the device receives parity information from the other device;
The device estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information;
The device determines a reserved length of a transmission group based on the estimate of QBER, wherein the value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number; and
the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number;
A method characterized in that it is determined based on.
제1항에 있어서, 상기 N이 상기 2^M과 동일한 경우, 상기 전송 그룹에 대한 상기 최종 길이의 값은 상기 2^M의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein when the N is equal to 2^M, the value of the final length for the transmission group has a value of 2^M. 제2항에 있어서, 상기 N이 2^M보다 크되 2^(M+1)보다 작은 경우, 상기 전송 그룹에 대한 상기 최종 길이의 값은 상기 2^(M+1)의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein when N is greater than 2^M but less than 2^(M+1), the value of the final length for the transmission group has a value of 2^(M+1). How to. 제3항에 있어서, 상기 최종 길이의 값이 상기 2^(M+1)의 값을 가지는 경우, 상기 전송 그룹에서 2^(M+1)-N 개의 비트는 0으로 채워지는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3, wherein when the value of the final length has a value of 2^(M+1), 2^(M+1)-N bits in the transmission group are filled with zeros. method. 제4항에 있어서, 상기 2^(M+1)-N 개의 비트가 0으로 채워질 때, 상기 0으로 채워지는 상기 2^(M+1)-N 개의 비트는 상기 전송 그룹의 후단에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein when the 2^(M+1)-N bits are filled with 0, the 2^(M+1)-N bits filled with 0 are located at the rear end of the transmission group characterized by a method. 제1항에 있어서, 상기 장치는 신드롬 기반의 IR(information reconciliation) 기법에 기반하여, 키 정보의 오류 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the apparatus determines an error location of key information based on a syndrome-based information reconciliation (IR) technique. 제6항에 있어서, 상기 키 정보의 오류 위치는 다 차원 신드롬의 비교에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, wherein the error location of the key information is determined based on a comparison of multi-dimensional syndromes. 제1항에 있어서, 상기 데이터는 기존 통신망을 통해 전송되고,
상기 패리티 정보는 고전 채널을 통해 전송되고,
상기 패리티 정보는 양자 채널을 통해 전송된 양자 비밀 키의 후처리 과정에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1, wherein the data is transmitted through an existing communication network,
the parity information is transmitted over a classical channel;
The parity information is characterized in that used in the post-processing of the quantum secret key transmitted through the quantum channel.
제8항에 있어서, 상기 기존 통신망은 LTE(long term evolution) 기반 통신망, NR(new RAT) 기반 통신망, 또는 WiFi(wireless fidelity) 기반 통신망인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the existing communication network is a long term evolution (LTE) based communication network, a new RAT (NR) based communication network, or a wireless fidelity (WiFi) based communication network. 양자 암호 통신 시스템에서, 장치에 의해 수행되는, 키 정보를 결정하는 방법에 있어서,
상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고;
상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고;
상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고;
상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수이고; 및
상기 전송 그룹의 상기 최종 길이에 기반하여 상기 키 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
In a quantum cryptographic communication system, a method for determining key information performed by an apparatus,
receive parity information from the other device;
estimating a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information;
determine a reserved length of a transmission group based on the estimation of the QBER, wherein a value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number;
Determine the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number; and
and determining the key information based on the final length of the transmission group.
장치는,
트랜시버;
적어도 하나의 메모리; 및
상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 트랜시버와 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고;
키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고; 및
상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되,
상기 키 정보는,
상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고;
상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고;
상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고; 및
상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임;
에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
device,
transceiver;
at least one memory; and
at least one processor operably coupled with the at least one memory and the transceiver, the processor comprising:
configured to control the transceiver to transmit a random access (RA) preamble to another device;
configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble;
configured to perform a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
configured to encode data based on the key information; and
configured to transmit the data to the other device,
The key information is
the device receives parity information from the other device;
The device estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information;
The device determines a reserved length of a transmission group based on the estimate of QBER, wherein the value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number; and
the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number;
Device, characterized in that determined based on.
장치는,
적어도 하나의 메모리; 및
상기 적어도 하나의 메모리와 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고;
키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고; 및
상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되,
상기 키 정보는,
상기 장치가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하고;
상기 장치가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하고;
상기 장치가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고; 및
상기 장치가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하되, 상기 M은 자연수임;
에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
device,
at least one memory; and
at least one processor operably coupled to the at least one memory, the processor comprising:
configured to control the transceiver to transmit a random access (RA) preamble to another device;
configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble;
configured to perform a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
configured to encode data based on the key information; and
configured to transmit the data to the other device,
The key information is
the device receives parity information from the other device;
The device estimates a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information;
The device determines a reserved length of a transmission group based on the estimate of QBER, wherein the value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number; and
the device determines the final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number;
Device, characterized in that determined based on.
적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 실행되는 것에 기반하는 명령어(instruction)를 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer readable medium)에 있어서,
다른 장치에게 RA(random access) 프리앰블을 전송하도록 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치로부터 RAR(random access response)을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되하고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고;
키 정보에 기반하여 데이터를 부호화하도록 구성되고; 및
상기 데이터를 상기 다른 장치에게 전송하도록 구성되되,
상기 키 정보는,
상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 다른 장치로부터 패리티 정보를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 패리티 정보에 기반하여 QBER(quantum bit error rate)을 추정하도록 구성되고;
상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 QBER의 추정에 기반하여 전송 그룹의 예비 길이를 결정하도록 구성되되, 상기 전송 그룹에 대한 예비 길이의 값은 N의 값을 가지고, 상기 N은 자연수이고; 및
상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 N이 2^M과 동일한지 여부에 기반하여 상기 전송 그룹의 최종 길이를 결정하도록 구성되되, 상기 M은 자연수임;
에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
In at least one computer readable medium containing instructions based on being executed by at least one processor,
configured to control the transceiver to transmit a random access (RA) preamble to another device;
configured to control the transceiver to receive a random access response (RAR) from the other device in response to the RA preamble;
configured to perform a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
configured to encode data based on the key information; and
configured to transmit the data to the other device,
The key information is
configured for the at least one processor to control the transceiver to receive parity information from the other device;
the at least one processor is configured to estimate a quantum bit error rate (QBER) based on the parity information;
wherein the at least one processor is configured to determine a reserved length of a transmission group based on the estimate of the QBER, wherein a value of the reserved length for the transmission group has a value of N, where N is a natural number; and
wherein the at least one processor is configured to determine a final length of the transmission group based on whether N is equal to 2^M, where M is a natural number;
Recording medium, characterized in that determined based on.
양자 암호 통신 시스템에서, 장치에 의해 수행되는, 키 정보를 결정하는 방법에 있어서,
다른 장치로부터 RA(random access) 프리앰블을 수신하고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치에게 RAR(random access response)을 전송하고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하고;
상기 다른 장치로부터 데이터를 수신하고; 및
상기 키 정보에 기반하여 상기 데이터를 복호화하되,
상기 키 정보는 2^M의 길이를 가지는 전송 그룹의 길이에 기반하여 결정되고, 상기 M은 자연수인 것을 특징으로 하는 방법.
In a quantum cryptographic communication system, a method for determining key information performed by an apparatus,
Receive a random access (RA) preamble from another device;
Transmitting a random access response (RAR) to the other device in response to the RA preamble;
performing a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
receive data from the other device; and
Decrypt the data based on the key information;
The key information is determined based on the length of a transmission group having a length of 2^M, wherein M is a natural number.
장치는,
트랜시버;
적어도 하나의 메모리; 및
상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 트랜시버와 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
다른 장치로부터 RA(random access) 프리앰블을 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 RA 프리앰블에 대한 응답으로 상기 다른 장치에게 RAR(random access response)을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고;
상기 다른 장치와 RRC(radio resource control) 연결 절차를 수행하도록 구성되고;
상기 다른 장치로부터 데이터를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하게 구성되고; 및
상기 키 정보에 기반하여 상기 데이터를 복호화하도록 구성되되,
상기 키 정보는 2^M의 길이를 가지는 전송 그룹의 길이에 기반하여 결정되고, 상기 M은 자연수인 것을 특징으로 하는 방법.
device,
transceiver;
at least one memory; and
at least one processor operably coupled with the at least one memory and the transceiver, the processor comprising:
configured to control the transceiver to receive a random access (RA) preamble from another device;
configured to control the transceiver to transmit a random access response (RAR) to the other device in response to the RA preamble;
configured to perform a radio resource control (RRC) connection procedure with the other device;
configured to control the transceiver to receive data from the other device; and
configured to decrypt the data based on the key information;
The key information is determined based on the length of a transmission group having a length of 2^M, wherein M is a natural number.
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